در این پایان نامه یک روش تمام نوری جهت تبدیل سیگنال آنالوگ نوری به سیگنالهای دیجیتال نوری از روی یک مقاله مرجع بررسی و شبیه سازی شده است. در این روش از ریزتشدیدگرهای حلقوی در حالت غیر فعال برای تبدیل سیگنال آنالوگ به دیجیتال استفاده شده است. در ادامه یک روش جدید مبتنی بر روش موجود پیشنهاد گردیده است که در آن تعداد ریزحلقه های مورد نیاز جهت تبدیل، به حداقل ممکن یعنی تعداد بیتهای یک تبدیل کننده آنالوگ به دیجیتال کاهش یافته است. علاوه بر این، این روش باعث افزایش سرعت مبدل به دو برابر سرعت قبلی خواهد شد. عیب این روش این است که برای هر ریزحلقه نیاز به یک منبع آنالوگ مجزا خواهد بود که این امر علاوه بر پیچیدگی ساخت، مصرف توان سیستم را افزایش میدهد. بر اساس نیاز به سرعت بالا یا توان کم، طراحی با تغییر شعاع ریز حلقه و ضریب کوپلینگ و تلفات یکدوره¬ای ریزحلقه انجام می-پذیرد. مانند طراحی¬هایی که در سایر مبدلهای آنالوگ به دیجیتال در سیستمهای الکترونیکی صورت می¬پذیرد در اینجا نیز یک رقابت بین تعداد بیت مورد نیاز و سرعت مبدل برقرار است. تعداد بیت در مبدل به پارامتر دقت (finesse) مربوط میشود که این پارامتر به تلفات و ضریب تزویج مرتبط است. سرعت مبدل به شعاع ریزحلقه و ضریب تزویج و تلفات ریزحلقه ربط پیدا میکند. به علت سرعت بالا و پهنای باند زیاد و نویز کم گرایش به سمت سیستمهای تمام نوری سوق پیدا کرده است. تبدیل کننده های آنالوگ به دیجیتال تمام نوری کاربردهای زیادی در سیستمهای تمام نوری خواهند داشت.

تقویت کننده های نوری مبتنی بر ریزحلقه، به لحاظ شکل و ساختار، بدون نیاز به آینه، قابلیت تشدید کنندگی دارند. ساخت آسان و نیز بکارگیری آنها در مدارات مجتمع، سرعت بالا و قابلیت تنظیم دقیق طول موج و فرکانس، از جمله مزایای این گونه ساختارها می باشد. مدل سازی، آنالیز و طراحی ساختار تقویت کننده های نوری مبتنی بر ریز تشدیدکننده ها با بررسی معادلات در ساختار حلقوی و بررسی پارامترهای ساختاری موثر در عملکرد آنها صورت گرفته و از آن در جهت استفاده و بهره برداری در بالابردن قابلیت مجتمع سازی و بهینه سازی افزاره های نوری از لحاظ عملکرد مورد بررسی قرار گرفته است. حل معادلات حاکم بر انتشار موج شامل معادلات ماکسول و معادله بسل به روش cmt در ساختار های ریزحلقه و نیز حل همزمان معادلات نرخ و انتشار برای بررسی ساختار فعال و محاسبه گین و اثرات ناشی از اشباع انجام گرفته و اثرات کوپلینگ بین موجبر حلقوی و مستقیم لحاظ شده است. اثرات تغییر پارامتر‏های اساسی مانند شعاع حلقه و به تبع آن فاز اولیه، که در آن میزان تقویت برای فاز اولیه صفر که مد کاری حلقه می باشد، در مقادیر اولیه شدت نور ورودی بیشترین است. تغییر شکاف هوایی بین حلقه و موجبر مستقیم و به تبع آن تغییر ضریب کوپلینگ، که در آن برای بعضی مقادیر ضریب کوپلینگ (بعنوان مثال 55/0) بیشترین تقویت را داریم و تغییر جریان تزریقی و مشاهده نحوه افزایش بهره خروجی بررسی می شود. بر اساس نتایج بدست آمده می‏توان شرایطی را ترسیم کرد که در آن بتوان تقویتی به میزان db 20 بدست آورد. با استفاده از روش cmt پارامترهای بهینه محاسبه و مدهای حالت فعال مورد تحلیل قرار می گیرد.

در این پایان نامه مدل سازی و آنالیز لیزرهای dfb با کوپلینگ بهره، در شرایط آستانه و بالای آستانه و در حالت پایدار زمانی، انجام شده است. ساختارهای با کوپلینگ بهره در دو نوع کوپلینگ مختلط، cgc-dfb، و کوپلینگ خالص، pgc-dfb، در نظر گرفته شده و پارامترهای مهمی از جمله بهره آستانه مدی، طول موج نوسان، توان خروجی و پهنای طیف خروجی لیزر و وابستگی آنها به مشخصات هندسی ساختار و توری در دو نوع مذکور مورد بررسی قرارگرفته است. محاسبات نشان می دهد که ساختارهای با توری متقارن دارای بیشترین ضریب کوپلینگ بوده و ضریب کوپلینگ با افزایش دامنه شیارهای توری افزایش می یابد. چگالی جریان آستانه ساختارهای با کوپلینگ مختلط با افزایش طول کاواک کاهش یافته و برای طولهای بیش از 200 میکرومتر به کمتر از ka/cm2 10 کاهش می یابد. میزان عملکرد تک مد لیزر با کمیت (side mode suppression ratio)smsr و اختلاف بهره آستانه مد اول و مد دوم ارزیابی شده است. کمیت smsr در بعضی ساختارهای cgc-dfb به مقادیری بیش از db40 نیز افزایش می یابد. پایداری ساختارهای cgc-dfb و pgc-dfb در مقابل اثر چاله سوزی فضایی، shb، بررسی و با یکدیگر مقایسه شده است. به منظور افزایش پایداری لیزر در مقابل اثر shb برای اولین بار در این پایان نامه در لیزرهای با کوپلینگ بهره ساختارهای با توری غیریکنواخت محدب و مقعر معرفی و تاثیر آن بر عملکرد لیزر مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان داد که توری مقعر باعث بهبود فاکتور یکنواختی،f، و توری محدب کمیت smsr را افزایش می دهد. در ساختارهای pgc-dfb پارامتر یکنواختی در بعضی شرایط به کمتر از 4-10 نیز می رسد. در بخشی از پایان نامه به منظور دستیابی به عملکرد کاملا تک مد و پایداری بیشتر، اثر انتقال فاز در ساختار توری، بر روی ساختارهای cgc-dfb نیز مورد بررسی قرار گرفته است. در محاسبات وابستگی ضریب کوپلینگ به جریان تزریقی، که در اغلب مقالات بدلیل پیچیده گی محاسبات از آن صرفنظر می شود، در نظر گرفته شده است. آنالیز انجام شده در این پایان نامه برمبنای حل همزمان معادلات موج کوپل شده و معادلات نرخ و با استفاده از روش ماتریس انتقال صورت گرفته است. سعی شده است مشخصات ساختارهای مورد مطالعه حتی الامکان با مشخصات ساختارهای تجربی و کاربردی قابل مقایسه باشند.

هدف از انجام این تحقیق، تحلیل و طراحی یک آشکارساز نقطه کوانتومی برای پنجره 8 تا 12 میکرومتر است که بتواند در دماهای نزدیک دمای اتاق، با جریان تاریک کم و آشکارسازی و پاسخ دهی مناسب، افزاره ای مقرون به صرفه و تجاری برای سیستم های مخابرات نوری فضای آزاد باشد. در این تحقیق نقاط کوانتومی از جنس inas/gaas که با روش خود ساختار یافته شکل گرفته-اند، در نظر گرفته شده است. با استفاده از روش k.p هشت- باندی که اثر اختلاط باند ها بر همدیگر را لحاظ می کند، ترازهای انرژی و توابع موج آنها به دست آورده شده است. با لحاظ کردن پهن شدگی های همگن و غیرهمگن، ضریب جذب لایه کوانتومی و نیز راندمان کوانتومی آن محاسبه شده است. با تکرار محاسبات فوق برای ابعاد مختلف نقاط کوانتومی، اندازه میانگین آنها برای جذب در ناحیه مورد نظر تعیین و از چندین لایه از آنها برای ایجاد ناحیه فعال آشکارساز استفاده می شود. برای کاهش جریان تاریک آشکارساز، ابتدا یک ساختار dbrt-qdip که اولین بار توسط باتاچاریا و گروهش ارائه شد، به صورتی طراحی می شود تا حامل های تولید شده توسط فوتون های فرودی با طول موج ?m 10 به راحتی عبور کرده، و سایر جریان ها، که از نوع تاریک محسوب می شوند، عبور نکنند. برای بهبود بیشتر در کاهش جریان تاریک و نیز افزایش آشکارسازی ویژه ساختار مذکور را تغییر داده و یک ساختار تشدیدی نامتقارن ambrt-qdip برای این آشکارساز طراحی می کنیم. برای این ساختار جریان تاریک، پاسخ دهی و آشکارسازی محاسبه شده و با ساختار پیشنهادی توسط باتاچاریا و گروهش، dbrt-qdip، مقایسه شده است. کاهش جریان تاریک برای ساختار پیشنهادی ما نسبت به ساختار باتاچاریا و گروهش حدود نیم دهه بهبود نشان می دهد. از آنجائیکه راندمان کوانتومی در نقاط کوانتومی خود ساختار یافته، به علت پوشش کم نقاط و در نتیجه کوچک بودن طول موثر ناحیه فعال، بسیار پایین است، از یک کاواک تشدیدگر برای افزایش راندمان کوانتومی و در نتیجه بهبود پاسخ دهی آشکارساز استفاده شده است. این کاوک نیز به صورتی طراحی شده است که برای طول موج ?m 10 تشدید داشته باشد. با در نظر گرفتن ترازهای پایه و تحریک، تعداد لایه های نقطه کوانتومی و نیز سدهای تشدیدگر متقارن و غیر متقارن، پاسخ فرکانسی آشکارساز نقطه کوانتومی محاسبه و فرکانس قطع و وابستگی آن به پارامترهای مهم، مشخص شده است. در نهایت از روی پاسخ فرکانسی و نیز پارامترهای مختلف آشکارساز، یک مدار معادل الکتریکی برای آن پیشنهاد شده است.

در تحقیق حاضر، لایه نانوساختار الکتروکرومیک اکسید تنگستن با چند روش تولید و روش بهینه انتخاب گردید و اثر پارامترهای دما و ضخامت بر روی آن بررسی شد. بر روی نمونه های بدست آمده، آنالیزهای پراش اشعه ایکس (xrd) ، میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) ، میکروسکوپ نیروی اتمی (afm) ، تفکیک انرژی (edx) ، ولتامتری چرخه ای (cv) ، طیف جذبی، طیف عبوری و زمان پاسخ انجام شد. نتایج نشان داد که دمای پخت 300 ℃ دمای بهینه برای ساخت این قطعات است. افزایش ضخامت نیز در این لایه ها موجب کاهش میزان عبور نور در حالت بی رنگ، افزایش میزان تغییر رنگ و نیز افزایش زمان پاسخ در این قطعات می گردد. در ادامه، لایه ترکیبی نانوساختار با افزودن نانوذرات طلا به ساختار، به روش سل-ژل بدست آمد و ویژگی های الکتروکرومیک آن مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که افزودن فاز نانوذرات طلا به ساختار موجب بهبود درصد تغییر رنگ و سرعت پاسخ قطعه می گردد.

در این رساله، طراحی، اجراء و مدلسازی فرآیند nano-edm مورد بررسی و تحقیق قرار گرفت. به منظور تولید نانو- ابزار مناسب برای فرآیند nano-edm یک دستگاه اتوماتیک طراحی و ساخته شد که با استفاده از آن، تاثیر متغیرهای فرآیند ساخت بر خصوصیات نانو- ابزار مورد تحقیق قرار گرفت. با شناسایی سطوح بهینه متغیرهای فرآیند ساخت به روش تاگوچی، نانو- ابزارهایی با شعاع نوک حدود 10 نانومتر و ضریب جانبی (نسبت طول به شعاع نوک) 172 تولید شد. برای انجام فرآیند nano-edm یک سیستم مناسب طراحی و ساخته شد که با استفاده از آن و با بهینه سازی متغیرهای فرآیند nano-edm به روش تاگوچی، سوراخ هایی با شعاع حدود 50 نانومتر و عمق 100 نانومتر در زمانی حدود 4 نانوثانیه بر روی سطح نانولایه هایی از جنس طلا ماشینکاری شد. با استفاده از فرآیند nano-edm سرعت نانوماشینکاری بسیار بالاتری نسبت به دیگر فرآیندهای نانوماشینکاری بدست آمد. برای پیش بینی خصوصیات فرآیند nano-edm از جمله شعاع نانوسوراخ های حاصل از این فرآیند، کانال پلاسمای فرآیند nano-edm با تحلیل سیالاتی- حرارتی کانال مذکور مدلسازی شد. با استفاده از مدل جامع ارائه شده برای کانال پلاسمای فرآیند nano-edm، تغییرات شعاع، فشار، دما، آنتالپی بر واحد جرم، دانسیته و جرم کانال پلاسما بر حسب زمان پالس جرقه محاسبه گردید. با استفاده از نتایج حاصل از مدلسازی، زمان پالس جرقه مناسب برای دستیابی به شعاع مطلوب نانوسوراخ نیز محاسبه شد.

آشکارساز تشدیدگر نوری مخابراتی مبتنی بر ساختار موجبر میکروحلقوی یکی از ساختارهای نوینی است که جهت افزایش بازده کوانتومی و در عین حال تنظیم پذیر کردن آشکارسازهای نوری متداول پیشنهاد شده است. در این ساختار میدان نوری از طریق یک موجبر مستقیم به درون تشدیدگر حلقوی تزویج شده و در موجبر حلقوی تشدید می شود و پس از جذب شدن تولید جفت الکترون-حفره می کند. البته تشدید و انباشتگی میدان در درون ریزحلقه، در توان های ورودی بالا، باعث ظهور آثار غیرخطی نوری مانند اثرهای غیرخطی کِر، جذب دو فوتون و جذب و پاشندگی حامل های آزاد می شود. در حضور این عوامل غیرخطی معادله حاکم بر انتشار میدان نوری در موجبر حلقوی یک معادله شرودینگر غیرخطی تعمیم یافته است، در این پایان نامه با معرفی این معادله و همچنین معادلات مربوط به ترابرد حامل ها، آن ها را به صورت عددی حل می کنیم سپس به تحلیل و بررسی تأثیر آثار غیرخطی فوق روی پاسخ حالت دایم و پاسخ حالت گذرای آشکارساز تشدیدگر نوری مخابراتی مبتنی بر ریز حلقه پرداخته می شود. محاسبات نشان می دهند که حضور آثار غیرخطی فوق باعث کاهش بازده کوانتومی،پهن شدگی پاسخ طیفی و جابجایی نمودار پاسخ طیفی به سمت طول موج های کوچکتر(جابجایی آبی) می شوند. این آثار غیرخطی در پاسخ گذرا باعث پهن شدگی، جابجایی آبی و تغییر شکل پالس جریان نوری خروجی می شوند.

دی اکسید تیتانیوم یکی از نیمه هادی ها با فازهای کریستالی متعدد است که به علت شفاف بودن، غیر سمی بودن، سهولت در سنتز، ماندگاری بالا در محیط های مختلف و بزرگ بودن گاف انرژی آن مورد استفاده ی بسیاری از صنایع می باشد. لایه نازک tio2 به علت شفافیت بسیار بالا، در صنایع شیشه و آینه کاربرد فراوان داشته و برای کاربردهای مختلف در صنعت خودرو و ساختمان به علت خواص خودتمیزشوندگی مورد استفاده قرار می گیرد. در تحقیق حاضر لایه های نازک tio2 با استفاده از روش کندو پاش یونی مغناطیسی واکنشی dc و rf لایه نشانی شدند و با استفاده از لایه ی بافر zno خواص خودتمیزشوندگی و سطح لایه-های ایجاد شده بهبود داده شد. لایه های ایجاد شده توسط روش dc در فشارهای لایه نشانی 1، 2، و 4 پاسکال و لایه های ایجاد شده در روش rf در فشار کل 8/0 پاسکال لایه نشانی شد. برای بررسی و آنالیز لایه های ایجاد شده، از آنالیز xrd و raman برای ارزیابی فازهای حاصل،میکروسکوپ نیرو اتمی (afm) و میکروسکوپ الکترون روبشی (sem) برای بررسی زبری و ریز ساختار سطح، طیف سنجی فرابنفش- مرئی (uv-vis spectroscopy) برای بررسی خواص نوری لایه ها، زاویه تماس (contact angle) برای بررسی میزان آبدوستی سطح، تست تجزیه شوندگی برای بررسی توانایی خودتمیزشوندگی، xps برای بررسی آنالیز عنصری و شیمیایی، و تست نانو سختی سنجی و نانوخراش برای بررسی سختی و مقاومت به خراش لایه های ایجاد شده مورد استفاده قرار گرفت. با بررسی نتایج، روش لایه نشانی dc برای حصول لایه های آبدوست خودتمیزشونده موفقیت آمیز شناخته شد در حالیکه لایه های بدست آمده از روش rf rms آبگریز بوده و حاوی فاز روتایل بودند. از دوپ کردن نیتروژن در شبکه ی tio2 به روش dc rms برای بهبود لایه های ایجاد شده استفاده شد(برای بررسی حضور نیتروژن از آنالیز xps استفاده شد). واژگان کلیدی: tio2، خودتمیزشوندگی، کند و پاش یونی، لایه بافر zno ، آبدوستی، آبگریزی، دوپ نیتروژن

هدف از انجام این تحقیق، تحلیل محیط اتمسفر به عنوان کانال مخابراتی در سیستم مخابرات نوری فضای آزاد است. پارامترهای محیطی تاثیر مخرب بسیاری روی این نوع مخابرات می گذارد. بعضی از این پارامترها شبیه ریزش باران و برف و مخصوصا مه با جذب و پراکندگی بیم لیزری سبب کاهش توان نوری در گیرنده می شوند. مهمترین اثر تخریبی روی مخابرات fso، پدیده توربولانس است که باعث بوجود آمدن تغییر در ضریب شکست محیط شده و پرتو لیزر در اثر عبور از اتمسفر و تحت تاثیر این پدیده، پخش و سرگردان شده و همچنین نوساناتی در شدت نور لیزر بوجود می آید. که این تغییرات در نور، باعث کاهش سیگنال به نویز و افزایش احتمال خطای بیت در گیرنده می شود. در این رساله همه این پدیده های محیطی مدل سازی شده و تاثیر آنها روی نرخ خطای بیت در سیستم fso تحلیل شده است. همچنین به تاثیر تغییرات قطر روزنه گیرنده و فاکتور متوسط گیری روزنه بصورت همزمان پرداخته شده است. یکی از روش های کاهش نرخ خطا و در نتیجه افزایش کارایی سیستم fso، استفاده از آشکار ساز آرایه ای به جای یک آشکار ساز است که در این رساله نیز به آن پرداخته شده است. در این جا مشاهده می کنیم که برای این روش یک محدودیت وجود دارد، بدین صورت که اگر برای مقایسه، قطر روزنه ثابت در نظر گرفته شود، یک طول بحرانی کمینه وجود خواهد داشت که برای مقادیر کمتر از آن، با افزایش تعداد آشکارساز نرخ خطا بالا می رود. همچنین برای یک لینک مخابراتی با طول ثابت، یک قطر بحرانی بیشینه وجود دارد که اگر قطر روزنه از این مقدار زیادتر شود باز هم نرخ خطا در گیرنده با افزایش تعداد آشکارساز بالا رفته و کارآمدی سیستم کاهش می یابد. دو نوع مدولاسیون ook و m-ary ppm برای سیستم fso در نظر گرفته شده و مشاهده می شود که در حالت ppm نرخ خطا کمتر ook است و همچنین در این حالت، با افزایش m نرخ خطا کاهش می یابد. بصورتی که در حالت m=16 در مقایسه با مدولاسیون ook برای داشتن نرخ خطای بیت خاص، می توان طول لینک را تقریبا دو برابر کرد. همچنین اگر در یک لینک مخابرات نوری از چندین فرستنده و گیرنده استفاده شود نرخ خطا کاهش می-یابد. در این حالت با نزدیک شدن فرستنده ها به یکدیگر و افزایش همبستگی بین آنها، نرخ خطای بیت افزایش یافته و تاثیر افزایش تعداد فرستنده ها کاهش می یابد. دقیقا این مطلب برای گیرنده ها هم صادق است. و نیز محدودیت قطر بحرانی و طول لینک را نیز باید مد نظر داشت.

در این رساله لیزر نیمه هادی مخابراتی مبتنی بر نقاط کوانتومی خود سامان یافته ناهمگون in1-xgaxas/gaas با در نظر گرفتن حالت های پایه ، برانگیخته ، پیوستار و وتینگ و لحاظ کردن اثرات ساختاری ناشی از فرآیند ساخت نظیر پهن شدگی غیر همگن بهره ، و محیطی نظیر درجه حرارت و پهن شدگی همگن ، با استفاده از شکل دقیق معادلات نرخ، تحلیل و رفتار لیزر مدل سازی می شود. نتایج حاصل از شبیه سازی نشان می دهد که با انتخاب مناسب پارامترهای لیزر نقطه کوانتومی نظیر جریان تزریقی، درجه حرارت، پهن شدگی همگن و غیر همگن و زمان های واهلش ، می توان به هر یک از حالت های لیزش پایه، برانگیخته و پایه-برانگیخته بطور همزمان ( حالت دولیزشی) رسید. نتایج نشان می دهد، در صورتی که پهن شدگی غیر همگن کم باشد، پیک لیزش حالت پایه و برانگیخته از یکدیگر متمایز هستند و لیزش جداگانه را شاهد هستیم، ولی با افزایش پهن شدگی غیرهمگن حالت های لیزش با یکدیگر ترکیب می شوند و لیزش گسترده را شاهد هستیم. علاوه بر این، در لیزش گسترده نقاط کوانتومی ناشی از افزایش پهن شدگی غیرهمگن، محل پیک لیزش تغییر می کند، بطوری که نسبت به حالت برانگیخته شیفت طول موج قرمز و نسبت به حالت پایه شیفت طول موج آبی را شاهد هستیم. نتایج بدست آمده از مدل لیزر نقطه کوانتومی مبتنی بر گذار حالت پایه در توصیف وابستگی عملکرد لیزر به درجه حرارت و جریان تزریقی، تطابق خوبی با نتایج عملی دارد. در این تحقیق برای اولین بار مصالحه بین رفتار طیفی و پاسخ مدولاسیون با افزایش دما یا پهن شدگی همگن با روش پیشنهادی، شبیه سازی می شود بطوری که نتایج حاصل نشان می دهد اگرچه با افزایش دما لیزر به سمت تک مد شدن می رود ولی پهنای باند و سرعت پاسخ لیزر کاهش می یابد. همچنین اثر مخرب تنگنای فونونی ناشی از زمان واهلش داخل باندی حامل ها بر روی مشخصه های لیزر و اثرات بازترکیب غیر تششعی ناشی از عدم کیفیت رشد نقاط کوانتومی در حاد شدن اثر تنگنای فونونی بررسی می شود. با شبیه سازی اثر تنگنای فونونی با شکل دقیق معادلات نرخ نشان داده خواهد شد که در طراحی لیزرهای نقطه کوانتومی به ناچار باید زمان واهلش داخل باندی کمتر از حدود 10 پیکو ثانیه باشد، در غیر اینصورت نمی توان از خواص اثرات ابعاد کوانتومی ناشی از نقاط کوانتومی استفاده شده در ناحیه فعال لیزر نقطه کوانتومی بهره برد. زیرا همانطور که از نتایج تحلیل استاتیک و دینامیک مشاهده می شود با افزایش زمان واهلش به بیش از ps10 لیزر کارایی خود را از دست می دهد. طبق نتایج حاصل از شبیه سازی اثرات بازترکیب های غیرنوری ناشی از عدم کیفیت فرآیند رشد نقاط کوانتومی بر روی مشخصه های لیزر، باید زمان های باز ترکیب غیرنوری بسیار بیشتر (حدود چند صد برابر) از زمان واهلش داخل باندی باشند تا لیزر عملکرد قابل قبولی داشته باشد. نحوه بهبود طیف لیزش با افزایش دما یا پهن شدگی همگن، با مدل سازی لیزش دسته جمعی نقاط کوانتومی در مد مرکزی تشریح شده است. هر چند استفاده از مدل های عددی دقیق برای مدل سازی و تحلیل رفتار دیودهای لیزری نیمه هادی، که جزییات مکانیزم های فیزیکی داخلی ساختار را در نظر می گیرند، برای تحلیل و مدل سازی رفتار لیزرهای نیمه هادی از اهمیت خاصی برخوردار است ولی زمان طولانی مدل سازی و همچنین حجم سنگین محاسبات عددی عملاً امکان استفاده از مدل های مبتنی بر روش های عددی در تحلیل سیستم های الکترونیک نوری یکپارچه و پیونده های مخابرات نوری، که از تعداد زیادی قطعات الکترونیک و فوتونیک بهره می برند، غیر ممکن می سازد. در این رساله، برای اولین بار مدل مداری با استفاده از معادلات نرخ برای بررسی رفتار استاتیکی و دینامیکی لیزر نیمه هادی نقطه کوانتومی ارایه شده است. با وجود سادگی، مدل ارایه شده عملکرد لیزر را با سرعت بالا توصیف می کند. به کمک مدل ارایه شده مشخصه های استاتیک و دینامیک لیزر شبیه سازی شده و از نتایج حاصل، اثر مخرب تنگنای فونونی و زمان واهلش در افزایش جریان آستانه، کاهش راندمان کوانتومی، کاهش پهنای باند مدولاسیون و همچنین کاهش نوسانات واهلشی لیزر تشریح شده است. مدل مذکور اثرات ناشی از عدم کیفیت رشد نقاط کوانتومی که منجر به افزایش باز ترکیب غیر تابشی و در نتیجه حاد شدن اثرات تنگنای فونونی می شود را نیز لحاظ می کند. هرچند در این میان باید بناچار مصالحه بین سرعت و دقت مدل را پذیرا باشیم. نتایج حاصل از مدل تطابق خوبی با نتایج عملی و تحلیل عددی دارد. کلید واژه: لیزر نیمه هادی، نقطه کوانتومی خود سامان یافته، پاسخ مدولاسیون، پهن شدگی همگن و غیر همگن.

در این رساله مدل جامع نوری-الکتریکی و حرارتی ارائه کردیم که در این مدل پروفایل گین نیز به ظور کامل تعریف شده است. پارامترهای مختلف عملکرد لیزر، مانند زمان واهلش حاملها از ترازهای بالاتر به تراز پایه، زمان فرار حاملها به خارج از نقطه کوانتمی و ترازهای بالاتر داخل خود نقطه کوانتمی، زمان تابش حرارتی و پهن شدگی همگن نقاط کوانتمی، همگی وابسته به دما بودند. در نتیجه با حل معادله حرارتی و تعیین دما در ناحیه فعال لیزر همه پارامترها تعیین شده و اثر گرم شدن خودبه خودی را در عملکرد لیزر منظور نمودیم. در نهایت از یک روش خودسازگار برای حل معادلات استفاده کردیم. نتایج نشان می دهد که با افزایش تعداد لایه های نقطه کوانتمی پیک گین افزایش پیدا کرده و منجر به کاهش f_th=g_th?g_max می گردد. با کم شدن fth چگالی جریان آستانه به ازای هر لایه افزایش می یابد. با این وجود برای داشتن کمترین چگالی جریان آستانه مجاز به افزایش تعداد لایه-های نقطه کوانتمی بیشتر از 10 لایه نیستیم چرا که زمانیکه تعداد لایه ها از 10 بیشتر می گردد در کل چگالی جریان آستانه بیشتر می شود. با توجه به توضیحات داده شده در تمامی مراحل بعدی تعداد لایه های نقطه کوانتمی را 10 لحاظ کرده ایم. از طرفی با افزایش پهن شدگی غیرهمگن نقاط کوانتمی نیز چگالی جریان آستانه افزایش می یابد. همچنین افزایش دما، که در ملاحظات به کار رفته منجر به افزایش پهن شدگی همگن می شود، باعث افزایش چگالی جریان آستانه لیزر می گردد. معادلات نرخ حامل و فوتون را به صورت کوپل با معادلات حرارتی حل کردیم و احتمال حضور حاملها و بازدهی کوانتمی ساختار را بر حسب چگالی جریان ورودی لیزر نشان دادیم. یکی از نکات قابل توجه محدودشدگی بیشتر الکترون ها نسبت به حفره ها است. در حقیقت به دلیل کوچکتر بودن سد موثر انرژی حفره ها نسبت به الکترون ها، زمان تابش حرارتی حفره ها کوچکتر بوده و منجر به محدودشدگی کمتر حفره ها و در نتیجه کمتر بودن بازدهی کوانتمی آنها می شود. با حل نمودن معادلات حرارتی نشان دادیم چگالی جریان ورودی بیشتر لیزر منجر به افزایش دما در ناحیه فعال شده و در نتیجه باعث افزایش پهن شدگی همگن در ناحیه فعال لیزر می گردد. طیف خروجی لیزر را نیز در طول ناحیه فعال لیزر نشان دادیم و مشاهده کردیم که در زیر روزنه اکسیدی طیف خروجی یکنواخت بوده و با نزدیک شدن به مرزهای ناحیه فعال ماکزیمم طیف رو به کاهش است. از طرفی مشاهده کردیم که به ازای جریان 8 برابر چگالی جریان آستانه پدیده rollover حرارتی رخ می دهد. علت اصلی، وجود پدیده خودگرمایی در ساختار است بطوریکه به ازای جریان های بیشتر از 8 برابر چگالی جریان آستانه دما در ناحیه فعال لیزر به شدت افزایش یافته و منجر به کاهش بازدهی کوانتمی و در نتیجه توان خروجی می گردد. در این پایان نامه تاثیر روزنه اکسیدی را مورد بررسی قرار دادیم و از نتایج اینگونه برمی آید که عوامل مختلف مانند بازدهی کوانتمی، رسانایی حرارتی و ولتاژ در مرکز ناحیه فعال لیزر تحت تاثیر شعاع روزنه اکسیدی تغییر کرده و منجر به تغییر دما در ناحیه فعال لیزر می گردند. در نهایت با توجه به وابستگی دمای ناحیه فعال و چگالی جریان آستانه لیزر به شعاع روزنه اکسیدی به این نتیجه رسیدیم که برای بهره مندی از بیشترین توان خروجی برابر با 5/3 میلی وات باید شعاع روزنه اکسیدی را یک مقدار بهینه در نظر بگیریم. از دیگر عوامل موثر بر عملکرد لیزر پهن شدگی غیرهمگن ساختار است. در این رساله نشان دادیم افزایش پهن شدگی غیرهمگن منجر به پهن شدن طیف بهره می گردد. از طرفی نشان دادیم که با افزایش چگالی جریان ورودی و در نتیجه دما و پهن شدگی همگن نقاط کوانتمی، و نزدیک شدن مقادیر پهن شدگی همگن و غیرهمگن به یکدیگر نقاط کوانتمی مختلف بیشتر با یکدیگر مرتبط شده و در نتیجه لیزش دسته جمعی نقاط کوانتمی رخ می دهد و در نتیجه طیف لیزش باریک تر می شود. در نهایت وابستگی پاسخ مدولاسیون لیزر به پارامترهای مختلف را مورد بررسی قرار دادیم. نشان دادیم که با افزایش پهن شدگی غیرهمگن پهنای باند لیزر به صورت خطی کاهش می یابد. از دیگر عوامل موثر چگالی سطحی نقاط کوانتمی است بطوریکه پهنای باند لیزر با کاهش چگالی سطحی نقاط کوانتمی افزایش می یابد. از دیگر عوامل موثر بر پهنای باند لیزر چگالی جریان ورودی است. در این رساله پدیدهrollover فرکانسی که تحت تاثیر اثر خودگرمایی است برای اولین بار نشان دادیم که با نتایج به دست آمده از مقاله های آزمایشگاهی معتبر از مطابقت بالایی برخوردار است.

تقویت کننده های نقطه کوانتومی به دلیل داشتن چگالی حالات به شکل توابع ضربه از کارایی بسیار بهتری نسبت به تقویت کننده های بالک و یا چاه کوانتومی برخوردارند. بعد از ظهور لیزر های نقطه کوانتومی inas/gaas خود سامان شونده که طول موج لیزینگ آنها بیشتر از 1.3 میکرومتر است مطالعات بسیاری برای تحقق کارکرد مورد انتظار آنها انجام گرفته است. فیزیک تقویت کننده های نوری نقطه کوانتومی با معادلات نرخ حاکم بر چگالی حامل ها در تراز های پایه، برانگیخته، بالایی، لایه wetting و همچنین چگالی فوتون ها بیان می گردد. برای شبیه سازی تقویت کننده باید دستگاه معادلات دیفرانسیل شامل چند صد معادله که مجهولات آن توأمان به زمان و مکان وابستگی دارند را با روش های عددی حل کنیم. برای شبیه سازی تقویت کننده، طول آن را به چندین قسمت مساوی تقسیم و چگالی حامل ها و فوتون ها را در هر قسمت مستقل از مکان فرض کرده ایم. با تقسیم پالس به تکه های زمانی و حل عددی معادلات در هر قسمت به طور جداگانه قادر به شبیه سازی عبور پالس از تقویت کننده خواهیم بود. نتایج شبیه سازی از تطابق قابل قبولی با نتایج مرجع اصلی این پروژه ]29[ برخوردار است. تأثیر پارامتر های مختلف مانند جریان، دما و پهن شدگی های همگن و غیر همگن بر انتشار پالس مطالعه شده اند. همچنین به دلیل نحوه مدلسازی تقویت کننده، توانستیم تا برای اولین بار انتشار دو سیگنال در تقویت کننده در جهت های یکسان و متفاوت و تأثیر آنها بر یکدیگر را نیز مورد بررسی قرار دهیم

در این پایان نامه با استفاده از روش عددی تفاضل محدود در حوزه زمان در حل معادله شرودینگر غیرخطی، به بررسی رفتار غیر خطی نور در میکروحلقه پرداخته ایم. میکروحلقه با افزایش میدان داخل حلقه می تواند اثرات غیر خطی نور را تقویت کند. این مدل به بررسی خواص میکروحلقه به منظور سوئیچینگ توسط آثار غیرخطی نور می پردازد. اساس کار این افزاره اثر جذب حامل های بار آزاد است که با تغییر فرکانس مرکزی تشدید میکروحلقه توسط تغییر ضریب شکست محیط، باعث سوئیچ یا مدولاسیون در سیگنال پروب با توان کم می شود. سپس برای نخستین بار پاسخ فرکانسی سیگنال پروب را تحت تاثیر سیگنال پمپ، در حالات مختلف حضور آثار غیرخطی به دست آورده پهنای باند آنها را مقایسه کرده ایم. مشاهده کردیم پهنای باند میکروحلقه با حضور آثار غیرخطی مورد بحث 50 درصد کاهش می یابد. بر مبنای نتایج شبیه سازی، پاسخ این افزاره برای پهنای زمانی پالس های مختلف تغییرات قابل توجهی می کند و کاهش پهنای زمانی پالس ورودی در محدوده پیکوثانیه عملکرد آنرا با چالش جدی مواجه می سازد. با افزایش پهنای پالس نوری، زمان تولید حامل های آزاد بیشتر می شود و از این رو تلفات جذب حامل های بار آزادجذب افزایش می یابد. افزایش جذب دوفوتونی و حامل های بار آزاد جذب باعث افزایش تلفات سیگنال و عدم تقارن پالس گوسی شکل می شود.

در این پایان نامه به تحلیل مشخصات لیزرهای تابنده از سطح با کاواک عمودی در بستر کریستال نوری می- پردازیم؛ لیزرهای تابنده از سطح با کاواک عمودی پیش از این نیز به علت ابعاد کوچک کاواک، فشردگی بیشتر و همچنین امکان آزمایش همزمان مورد توجه بسیاری قرار گرفته بودند. این لیزرها همواره در مقایسه با لیزرهای تابنده از لبه از مشکل وجود چند مود در خروجی و در نتیجه وجود پروفایل مودی ناهمدوس رنج می برده اند. همین امر باعث می شد استفاده از آنها در ارتباط نوری فضای آزاد ، انتقال داده از طریق فیبر تک مود و حسگرها که تک مودی حائز اهمیت است با چالش مواجه شود. برای غلبه بر این مشکل چندین راه در ابتدا پیشنهاد شد که یکی از آنها ایجاد یک لایه اکسید در بالای ناحیه فعال برای محصور کردن جریان در مرکز ناحیه فعال و در نتیجه حذف مودهای اضافی بود ولی باز هم مشکلی وجود داشت و آن این بود که برای ایجاد تک مودی در خروجی می بایست روزنه اکسید کوچک انتخاب می شد. این شرایط منجر به توان خروجی کم می شد که قطعاً مطلوب نبود. به همین منظور تکنیکی ارائه شد که اساس کار این پایان نامه است وآن اینکه روزنه اکسید را به قدر کافی بزرگ انتخاب می کنیم اما برای حفظ تک مودی از ساختارکریستال نوری استفاده می کنیم. پیش از این نیز در فیبرها برای بوجود آوردن تک مودی از کریستال نوری استفاده شده بود. برای تحلیل ساختاری که در بالا شرح داده شد از تکنیک تفاضل محدود استفاده شده است. معادلات نرخ حامل، دما و موج را به صورت خودسازگار و با استفاده از این تکنیک حل کرده ایم. در این روش عددی، مش بندی به صورت یکنواخت بوده است.از حل معادله موج شرایط را برای احراز تک مودی فراهم کرده ایم، برای نسبت قطر سوراخ به فاصله سوراخها کمتر از33/0 در یک موجبر ساده و برای نسبت قطر سوراخ به فاصله سوراخها کمتر از 38/0 در لیزرکاواک عمودی مبتنی بر کریستال فوتونی به تک مودی رسیده ایم. سپس با علم به این شرایط، معادلات نرخ حامل و حرارت را به صورت کوپل با این معادله حل کرده ایم و پدیده shb را در لیزرهای کاواک عمودی معمولی و لیزرهای کاواک عمودی مبتنی بر کریستال نوری بررسی کرده ایم. همچنین اثر افزایش دما و خود کانونی را بر روی ضریب شکست بررسی کرده ایم. وجود ساختار کریستال نوری باعث کاسته شدن از دمای ناحیه فعال می شود. با مقایسه توان خروجی این دو قطعه مشخص می کنیم که درحضور کریستال نوری توان خروجی به عنوان نمونه در جریان 5/2 میلی آمپر مقدار 2 میلی وات می باشد در حالی که در همین جریان در لیزر معمولی توان 3 میلی وات را دریافت خواهیم کرد.

پایش دائم دو پارامتر مهم، فشار و دما، نقش مهمی را در مهندسی مخازن برای افزایش نرخ بهره برداری چاه های نفت ایفا می کند. مزایای بسیار حسگرهای فیبر کریستال فوتونی ، آنها را گزینه مناسبی برای استفاده در محیط سخت چاه های نفت می سازد. ما طرحی را برای حسگر فشار و دما با استفاده از pcf هسته سوراخ دار ارائه می کنیم. اکثر کارهای انجام شده گذشته درباره حسگرهای pcf مبتنی بر نتایج عملی بوده است در حالی که این تحقیق بر اساس روش تحلیلی است، و ارزیابی طرح پیشنهادی با استفاده از روش سه بعدی fdtd با لایه های کاملاً تطبیقی است. بر اساس طرح پیشنهادی ، شیفت طول موج تشدید حسگر فیبر کریستال فوتونی را بر حسب تغییرات ضریب شکست حفره ها و محیط فیبر که از تغییرات دما/فشار محیط اثر می پذیرد با تکیه بر پارامترهای هندسی ساختار فیبر بررسی می کنیم. در نهایت، تا جایی که ما اطلاع داریم، طرح یک pcf با بیشترین حساسیت حدودnm/riu 480 را با یک رابطه خطی در طول موج 55/1 میکرومتر ارائه می کنیم.

ریزحلقه ساختاری است که به دلیل خاصیت تشدید کنندگی و ابعاد کوچکش کاربرد فراوانی در الکترونیک نوری پیدا کرده است. به دلیل افزایش چگالی توان در اثر تشدید در یک ریزحلقه برخی از رفتارهای غیرخطی نوری را می توان تقویت کرد. در صورت استفاده از مواد غیرخطی مناسب می توان در فاصله ای به مراتب کوتاه تر از ساختار مبتنی بر فیبر نوری یا موج بر مستقیم به رفتار غیرخطی مورد نظر رسید. در این پژوهش تلاش خواهیم کرد تا رفتار غیرخطی پارامتریک نوری را در تشدیدکننده های ریزحلقه بررسی و مدل سازی کنیم. رفتار غیرخطی پارامتریک نوری، دسته ای خاص از رفتارهای غیرخطی نوری است که در آن برقرار شدن شرط تطبیق فاز ضروری است. اگرچه در این رساله، از میان انواع پدیده های غیرخطی پارامتریک تاکید بیشتر بر پدیده ی تولید هارمونی دوم است، اما مدل استفاده شده برای تحلیل رفتارهای پارامتریک دیگر قابل تعمیم خواهد بود. پس از بررسی مسایل و روش های تولید هارمونی دوم در موج برهای مستقیم و ریزحلقه ها، موج بری با ساختار چندلایه و ضخامت نانومتری برای بهبود کارکرد تولید هارمونی دوم در ریزحلقه ها پیشنهاد می شود. با مدل سازی این ساختار، راندمان تبدیل انرژی با در نظر گرفتن تلفات، شعاع موج بر و توان ورودی برای ساختار تک حلقه ای بررسی می شود. تلفات، راندمان تولید هارمونی دوم را به طور نمایی کاهش می دهد و افزایش شعاع ریزحلقه باعث افزایش تأثیر تلفات خواهد شد. هم چنین ساختاری دوحلقه ای پیشنهاد می شود و با مدل سازی اثر ریزحلقه ی دوم نشان داده می شود که در تلفات اندک، این ساختار باعث بهبود راندمان تولید هارمونی دوم می شود. اما در شرایط با تلفات زیاد این ساختار کارایی خوبی ندارد. مدلی برای تحلیل پهنای باند تولید هارمونی دوم در ریزحلقه ها پیشنهاد و نشان داده می شود که ریزحلقه ها امکان تولید هارمونی دوم را در پهنای باند بسیار کمتری نسبت به موج برهای معمولی دارند. این پهنای باند با افزایش شعاع ریزحلقه کاهش خواهد یافت. هم چنین به کمک این مدل دیده می شود که ناتنظیمی فاز بین میدان های هارمونی پایه و دوم باعث تفکیک طول موج تشدید آن ها شده و راندمان تبدیل انرژی را کاهش می دهد. با افزودن تحلیل حرارتی به مدل سازی انجام شده مشاهده می شود که این قطعه وابستگی زیادی به دمای محیط دارد. با در نظر گرفتن این وابستگی، پیشنهاد امکان استفاده از تنظیم دما برای رفع خطاهای ساخت و کوک قطعه مورد بررسی و تأیید قرار می گیرد. علاوه بر آن، نشان داده می شود که از این قطعه می توان برای مدولاسیون حرارتی، سودهی حرارتی و انتخاب طول موج هارمونی دوم خروجی با تغییر حرارت استفاده کرد. در انجام محاسبات، از روش های عددی متنوعی استفاده شده است. در تحلیل انتشار میدان ها روشی انتگرالی برای حل معادله های شرودینگر غیرخطی تزویج شده پیشنهاد و با روش تفاضل محدود مقایسه می شود. روش انتگرالی رفتار حالت پایدار و گذرای قطعه را با سرعت بهتری نسبت به روش تفاضل محدود محاسبه می کند. دقت این روش در تحلیل حالت پایدار با روش تفاضل محدود یکسان است و در تحلیل حالت گذرا نتایج قابل قبولی دارد. برای تحلیل موج بر و محاسبه ی مدهای عرضی و انتخاب بین آن ها از روش شبه سه بعدی المان محدود با تقارن محوری استفاده شده است. بر اساس این روش ابزاری تدوین شده است که برای مد کمانی داده شده، نمایه میدان مدهای عرضی و فرکانس تشدید آن ها را محاسبه می کند. سپس پارامترهایی مانند نوع قطبش هر مد، ضریب شکست موثر مربوط به آن و انتگرال های برهم نهی لازم را محاسبه می کند.

سازند گچساران به عنوان سنگ پوشش میدان های نفتی آسماری نخستین سازند از گروه فارس (شامل سازندهای گچساران، میشان و آغاجاری)است. در ناحیه ی مورد مطالعه این سازند به بخش های مول، چهل تغییر رخساره می دهد. سن این سازند در حوضه ی زاگرس یکسان نبوده به گونه ای که مرز پایین آن در حوالی جزیره ی قشم به الیگوسن و شاید ائوسن برسد. ولی در نواحی شمالی سن بوردیگالین(میوسن پیشین)و در کشور عراق سن آن به میوسن میانی نیز می رسد. جهت بررسی رخساره ها توالی ها و محیط رسوبی سازند گچساران در برش غرب شهرستان قیر در 160 کیلومتری جنوب شیراز یک برش چینه شناسی با ضخامت واقعی 495 انتخاب گردید که از نظر لیتولوژی شامل آهک، مارن، آهک مارنی، ژیپس و ماسه سنگ می باشد که به طور هم شیب بر روی سازند آسماری و در زیر بخش گوری سازند میشان قرار دارد. براساس مطالعات میکروسکوپی انجام گرفته سه گروه رخساره ای کربناته، مارنی، تبخیری، برای سازند گچساران تشخیص داده شد. نهشته های سازند گچساران در یک محیط آبی کم عمق و شرایط آب و هوای گرم و خشک، همانند خلیج فارس کنونی، پدید آمده اند . نوسانات دریای کم عمق ناشی از فعالیت تکتونیکی، تغییرات اقلیمی میلانکویچ و فرونشینی ممتد حوضه پیش لاد زاگرس باعث رسوبگذاری پاراسکانس های کم عمق شونده به سمت بالای این سازند شده است. تغییرات در ضخامت و ترکیب رخساره های این پاراسکانس ها به علت نوسانات دراز مدت تر سطح آب دریا و فضای رسوبگذاری تفسیر می شوند.

امروزه پلیمرهای هادی در دنیای علم توجه دانشمندان زیادی را به خود جلب کرده اند و در بسیاری از ‏فناوری های جدید، مانند سلول های خورشیدی، ذخیره هیدروژن، باتریهای توان بالا، ‏led‏ ها، ‏fet‏ ها، ‏ادوات الکتروکرومیک و بیوسنسورها به عنوان جزء اصلی نقش ایفا می کند. در راستای تجاری سازی ادوات ‏پلیمری، یعنی دستیابی به بازده بالا، حساسیت زیاد و روش های آسان ساخت ورود به عرصه نانوفناوری الزامی ‏است.‏ در زمینه ادوات الکتروکرومیک، مشکل داشتن همزمان ویژگی هایی مانند زمان پاسخ (‏tr‏) کوتاه و ‏کنتراست بالا، کاربردهای آنها همچون نمایشگر، پنجره و کاغذ الکتروکرومیک را محدود می کند. این دو عامل ‏توسط نفوذ یون کاهنده کنترل می شود به این صورت که نفوذ بیشتر و سریعتر به ترتیب کنتراست و ‏tr‏ را ‏بهبود خواهند داد. برای رفع این نقیصه نانوساختارهای تک بعدی انتخاب مطلوبی هستند زیرا سطح زیادی را ‏فراهم می کنند که میزان یون نفوذی را افزایش می دهد و همچنین ابعاد آنها از طریق کاهش عمق نفوذ زمان ‏پاسخ را بهبود می بخشند. ‏ در این تحقیق، سنتز ‏pedot‏ از طریق الکتروپلیمریزاسیون با دو روش ولتاژ ثابت (‏cp‏) ‏‎1.8 v‎‏ و ‏ولتامتری چرخه ای (‏cv‏) ‏‎0-2 v‏ بر روی آرایه نانوسیم های ‏zno‏ به قطر ‏‎70 nm‎‏ انجام شد. نانوتیوب های ‏حاصل از ‏cv‏ و فیلم تولید شده در ‏cp‏ به وسیله ‏sem، ‏afm، آنالیز ولتامتری چرخه ای و طیف سنجی ‏نوری مشخصه یابی گردید تا تاثیر روش سنتز بر روی مورفولوژی، ‏tr‏ و کنتراست مطالعه شود. ‏tr‏ در ‏نانوتیوب های حاصل از سنتز ‏cv‏ برابر ‏‎66 ms‏ و کنتراست ‏‎%46.1‎‏ بدست آمد در حالیکه برای لایه نازک ‏بدست آمده از ولتاژ ثابت ‏tr=466 ms‏ و کنتراست ‏‎37.84%‎‏ حاصل شد که با لایه نازک (‏tr=2.2 s‏) آن قابل ‏مقایسه نیست.‏

در این پایان نامه، در ادامه روند حرکت ادوات نوری به سمت مقیاس نانو، یک ساختار اهمی کانال کوتاه را پیشنهاد کردیم. سپس با کمک فرمول بندی تابع گرین غیر تعادلی، مدلی ارائه کردیم تا بتواند عملکرد نور گسیلی این ساختار را با در نظر گرفتن آثار کوانتومی پیش بینی نماید. مدل ارائه شده علاوه بر در نظر گرفتن آثار کوانتومی قادر است رخدادهای فیزیکی موجود در فرآیند نورگسیلی را به خوبی پیش بینی و بسیاری از ابهامات موجود در آزمایشات تجربی را روشن نماید. همچنین، برای در نظر گرفتن اثر بازترکیب حامل های موجود در کانال بر روی جریان عبوری از افزاره، از مفهوم ماتریس سلف انرژی و تابع گرین با اتلاف استفاده کردیم. نتایج بدست آمده از این مدل، در تطبیق با نتایج تجربی، وابستگی شدید کاهش جریان افزاره به نورگسیلی ترانزیستور را تایید می کنند. در مقالات موجود، محققان برای بدست آوردن ضریب بازترکیب دو مولکولی از برازش اطلاعات تجربی بهره برده اند، اما در این پایان نامه ما از تئوری لنجوین برای محاسبه ضریب بازترکیب دو مولکولی استفاده کردیم که توانست نتایج تجربی را به خوبی پیش بینی کند. در این پایان نامه مشخصه بازترکیب نوری افزاره با توجه به تغییرات ولتاژ گیت و درین بدست آمده است که بیانگر وابستگی شدت نورگسیلی ساختار به ولتاژ اعمالی است، با افزایش ولتاژ اعمالی، شدت پیک نورگسیلی افزایش می یابد. طیف نورگسیلی افزاره دو پیک نوری lc و fc را نشان می دهد که این دو پیک به ترتیب به حامل های محصور شده و حامل های آزاد وابسته اند. با تغییر بایاس افزاره شیفت پیک نورگسیلی دیده می شود. با افزایش ولتاژ درین-سورس شیفت قرمز پیک lc مشاهده می شود. در حالیکه با کاهش ولتاژ گیت-سورس شیفت آبی پیک fc دیده می شود. بررسی جریان و نرخ بازترکیب نوری افزاره در حالت بالستیک و غیر بالستیک وابستگی شدید مشخصه الکتریکی و نوری افزاره را نشان می دهد. به علاوه، عواملی همچون کرنش طولی و کرنش پیچشی به شدت بر عملکرد الکتریکی افزاره موثر اند. با تغییر میزان کرنش، گاف نوار انرژی افزاره تغییر می کند که در نتیجه میزان حامل های تزریقی به کانال و جریان عبوری از افزاره نیز تغییر می کنند. البته این تغییرات به قطر و کایرالیتی افزاره شدیدا وابسته اند. در ساختارهایی با نانولوله کربنی (16و0)، مقدار کمی کرنش فشردگی یا کرنش پیچشی موجب کاهش گاف نوار انرژی و افزایش جریان می شود، در حالیکه در ساختارهایی با کایرالیتی (17و0) این تغییرات نتایجی معکوس در بر دارند. البته تفاوت اساسی کرنش طولی و پیچشی در میزان آزادی تغییرات ایجادی بر گاف انرژی افزاره است، کرنش پیچشی فقط می تواند گاف نوار ساختاری با کایرالیتی (16و0) را افزایش و گاف نوار ساختاری با کایرالیتی (17و0) را کاهش دهد، در حالیکه تغییرات گاف انرژی با اعمال کرنش طولی به نوع کرنش یعنی کشش یا فشردگی وابسته است و می تواند موجب کاهش یا افزایش گاف نوار شود. با توجه به وابستگی شدید گاف نوار انرژی به کرنش، سرعت حامل ها و در نتیجه مشخصه الکتریکی افزاره با اعمال کرنش تغییر می کند و از آنجاییکه مشخصه نوری به مشخصه الکتریکی وابسته است، پس اعمال کرنش می تواند بر مشخصه نوری افزاره نیز اثر گذار باشد. با بررسی مشخصه نوری افزاره تحت کرنش طولی و پیچشی، تغییرات چشمگیری در شدت پیک نورگسیلی و شیفت طیف نورگسیلی دیده می شود. با افزایش میزان کرنش کششی با توجه به افزایش گاف انرژی، از شدت نورگسیلی کاسته می شود، از سوی دیگر با افزایش کرنش فشردگی نیز میزان بازترکیب کم می شود که به دلیل افزایش سرعت حامل ها و افزایش مشارکت الکترون ها در تولید جریان است. با افزایش میزان کرنش کششی از 1% به 2% گاف انرژی بزرگتر شده و تعداد حامل های کمتری به کانال تزریق می گردد که در نتیجه میزان بازترکیب 35% کاهش می یابد. با افزایش فشردگی از 1-% به 2-% گاف انرژی کوچکتر می شود و حامل های بیشتری به کانال تزریق می گردد، اما به دلیل افزایش سرعت حامل ها، میزان بازترکیب نوری حدود 23% کاهش می یابد. میزان تغییرات بازترکیب نوری با اعمال کرنش پیچشی در حدود 1 درجه نامحسوس است. اما با افزایش کرنش به 2 درجه میزان نرخ بازترکیب نوری با افت ناگهانی 33% روبرو می شود. البته این افت با رسیدن به پیچشی در حدود 3 درجه متوقف می شود و افزایش بیشتر کرنش پیچشی دیگر نقش چشمگیری بر نرخ بازترکیب نوری ندارد. بنابراین با تغییر بایاس یا اعمال کرنش می توان افزاره ی نورگسیل کوک پذیری طراحی کرد.

نانو موجبر سیلیکنی به دلیل خواص غیرخطی بالا و تمرکز مناسب نورکاربرد فراوانی در الکترونیک نوری پیدا کرده است. به دلیل افزایش چگالی توان در نانوموجبر برخی از رفتارهای غیرخطی نوری را می توان تقویت کرد. از طرفی پالس های باریک سالیتونی فمتوثانیه با توان بالا گزینه ای مناسب برای مشاهده اثرات غیر خطی در موجبر است. در این پژوهش تلاش خواهیم کرد تا رفتارهای غیر خطی را در نانوموجبر سیلیکنی بررسی و مدل سازی کنیم. در گام اول به منظور طراحی پارامترهای پاشندگی موجبر معادلات کرل ماکسول در حوزه فرکانس حل می کنیم و سطح مدی موثر و ضریب شکست موثر نانو موجبر را بدست می آوریم. با استفاده از ضریب شکست موثر پارامترهای پاشندگی را محاسبه می کنیم و امکان انتشار پالس سالیتونی در طول موج مخابراتی (55/1 میکرومتر) را در نانو موجبر نشان می دهیم. سپس با حل رابطه شرودینگر غیر خطی و رابطه چگالی حامل های آزاد پهن شدگی پالس و تولید ابرپیوستار را بررسی می کنیم. در اثر انتشار یک پالس باریک سالیتونی مرتبه سوم با پهنای fs 50 در نانوموجبری به طول mm 3 پالس ابرپیوستار با پهنای باند 400 نانومتر ایجاد می شود. اثر غیرخطی مدولاسیون فاز خودی موجب خزش فرکانسی و ایجاد طول موج های دیگر می شود. به این ترتیب امکان ایجاد طول موج های بالاتر کوک پذیر با توان پالس ورودی را نشان می دهیم. در اثر انتشار پالس باریک سالیتونی مرتبه سوم fs 50 در نانوموجبر سیلیکنی به طول cm 2/1 واپاشی سالیتون و تولید طول موج های کمتر در اثر تابش چرنکوو را نشان می دهیم. به این ترتیب امکان ایجاد طول موج های بالاتر و پایین تر را بررسی می کنیم. برای نخستین بار در این پایان نامه با حل رابطه های شرودینگر غیرخطی تزویج شده با رابطه چگالی حامل انتشار پالس های باریک مرتبه بالا را در موجبر بررسی می کنیم. در این حالت به کمک اثر مدولاسیون فاز متقابل امکان تولید ابرپیوستار با پهنای باند nm 600 با پالس سالیتونی مرتبه دوم و در طول موجبر mm 1 نشان می دهیم. در پایان برای برای نحستین بار با حل روابط شرودینگر غیر خطی برداری تزویج شده با رابطه چگالی حامل با استفاده از ورودی کنترلی پالسی و بکارگیری اثر بهره رامان در نانوموجبر سیلیکنی به طول mm 3 یک سوئیچ تمام نوری با قابلیت حذف و بازسازی کانال به منظور استفاده در شبکه های مخابرات نوری dwdm معرفی

در این پایان نامه، ابتدا یک لیزر دیود نانو ساختار با لایه های نانومتری بررسی می گردد. انواع تلفات در سیستم، اعم از تلفات میدان الکتریکی، جذب پلارون ها و نابودی دو مولکولی و...، بررسی می گردد. سپس قطعه ای را درنظر می گیریم که بتوان هم با پمپ الکتریکی و هم با پمپ نوری آن را تحریک کرد. این قطعه شامل لایه های ارگانیک که به عنوان محیط فعال و آینه های dbr به عنوان نوسانگر عمل می کنند، می باشد. لیزر ارگانیک با تابش عمودی از سطح (ovsel)را با پمپ الکتریکی تحریک می کنیم. و تمام تلفات را لحاظ می کنیم و سپس قطعه را هم با پمپ نوری و هم با پمپ الکتریکی تحریک می کنیم. قطعه در چگالی جریان ثابت حدود a/cm235 بیشترین چگالی فوتون را داراست. همچنین خروجی شبیه سازی های ما نشان می دهند که قطعه پیشنهادی ما این قابلیت را دارد که تحریک با پمپ الکتریکی به تحریک با پمپ نوری کمک کرده و بدین ترتیب آستانه لیزینگ را تا حدود زیادی کاهش دهد. کاهش آستانه لیزینگ تاحدی است که با استفاده از ماده pedot به عنوان تزریق کننده حفره، قطعه با تحریک پمپ الکتریکی تنها، به آستانه لیزینگ می رسد. همچنین، اگر قطعه را تنها با پمپ الکتریکی و با اعمال پالس های الکتریکی به آن تحریک کنیم، در چگالی جریان آستانه با دامنه بیشتر از a/cm230، چگالی فوتون سیستم از حد آستانه لیزینگ بیشتر می شود. سیستم بهبود داده شده قابلیت این را دارد که پالس الکتریکی با دامنه a/cm2100 نیز به آن اعمال کنیم بدون اینکه تلفات سیستم بر چگالی فوتون خروجی تاثیر گذارند. در این صورت، چگالی فوتون سیستم چندین برابر حد آستانه لیزینگ می شود. همچنین با اعمال پالس های الکتریکی با شیب زیاد، دیده می شود که پیک چگالی فوتون افزایش می یابد. کلید واژه: لیزرارگانیک ، تلفات سیستم، پمپ نوری، پمپ الکتریکی، آستانه لیزینگ

استفاده از نقطه کوانتومی در ناحیه فعال تقویت کننده موجب می شود که کارایی تقویت کننده بهبود یابد. در این پایان نامه، رفتار دینامیک و استاتیک qd-vcsoa به روش عددی حل معادلات نرخ با الگوریتم رانگ -کوتا مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است. ناحیه فعال این تقویت کننده شامل ?? لایه از نقاط کوانتومی خود سامان یافته ناهمگون با در نظر گرفتن ترازهای پایه و برانگیخته و لایه وتینگ است. مدل کامل qd vcsoa شامل مدل سازی کاواک و مدل سازی خصوصیات اپتیکی ماده است. یک گروه یونانی برای اولین بار،رفتار خطی qd-vcsoa مورد بررسی قرار داده اند. در این پایان نامه به بررسی بعضی از اثرات غیر خطی پرداخته ایم. به بررسی مدلاسیون فاز خودی (spm) در حوزه فمتوثانیه و پیکوثانیه پرداخته ایم. با انجام آزمایش پمپ-پروب در حالتی که عرض پالس دو سیگنال برابر با 1ps باشد در زمان تأخیر-1ps فشردگی پالس خروجی پروب با بهره 9db در بدست آمد. همچنین با عرض پالس 5ps در زمان تأخیر -5ps با بهره 16db و عرض پالس 15ps در زمان تأخیر -14ps با بهره 15.5db در نیز فشردگی پالس را بدست آوردیم. با اعمال دو سیگنال به تقویت کننده و با استفاده از تکنیک پمپ -پروب، مدلاسیون تداخلی بهره (xgm) بررسی شده است و اثر پارامترهای پهن شدگی ناهمگن ، چگالی نقاط کوانتومی، توان پمپ و اختلاف دو طول موج پمپ و پروب بر روی راندمان مدلاسیون بررسی شده است. بیشترین راندمان بدون اثر الگو برای پالس ورودی با نرخ بیت و عرض پالس 2ps با توان 150mw در چگالی سطحی و پهن شدگی ناهمگن 20mev، طول موج پمپ برابر با 1300nmو طول موج پروب برابر با 1299.99nm بدست آمد که مقدار آن برابر با ???? است. همچنین با استفاده از تکنیک پمپ-پروب فمتو ثانیه و رابطه نفوذپذیری ، زمان بازیابی بهره و فاز، تغییرات ضریب شکست و ضریب بهبود عرض خط (lef)، در این افزاره تحلیل و اثر پارامترهای ذکر شده بر روی این مشخصه ها بررسی شده است. زمان بازیابی کمتر از ?پیکو ثانیه بدست آمده است که نشان می دهد این افزاره می تواند درحوزه مخابرات نوری در کاربردهای فوق سریع مورد استفاده قرار گیرد. بیشترین مقدار lef برابر با است که مربوط به پهن شدگی ناهمگن 40mev، cm-2 و جریان های بیشتر از 5ma است. کلید واژه: تقویت کننده نوری نیمه هادی با کاواک عمودی، نقطه کوانتومی خودسامان یافته، مدلاسیون تداخلی بهره، مدلاسیون خودی فاز، دینامیک فوق سریع

چکیده با پیشرفت و توسعه فناوری های کامپیوتری و تکنیک های جمع آوری و ذخیره سازی داده، هر روز نیاز بیشتری به استخراج اطلاعات و دانش دقیق از داده های در دسترس احساس می شود. ظهور تکنیک های داده کاوی و توانایی آنها در پردازش و تبدیل داده ها به اطلاعات قابل درک و نمایش، کمک شایانی به دست یابی مدیران به دانش نهفته در بین داده ها می کند. اما با توسعه شهری و تبدیل شهرها به کلان شهر و توزیع پیچیده عوامل در مناطق مختلف شهری مسائل و مشکلات عدیده ای به وجود آمده که تأمین و توزیع آب مصرفی ساکنین و مدیریت و بهینه سازی مصرف آن از مهمترین آنها می باشد. با توجه به ابهام و عدم قطعیتی که در داده های آب مصرفی شهر تهران به عنوان منطقه مورد مطالعه در این تحقیق وجود دارد، استفاده از روش های مناسب ضروری می باشد. الگوریتم مجموعه های راف برای کار با داده های دارای ابهام و عدم قطعیت قابلیت های زیادی دارد. به همین دلیل این مجموعه ها در این تحقیق مورد استفاده قرار گرفتند. به علت توانائی های الگوریتم ژنتیک جهت بهینه سازی ترکیب آن با مجموعه های راف برای استخراج الگو ها و قوانین حاکم بر داده های آب مصرفی مورد بررسی قرار گرفت. داده های مورد استفاده در این تحقیق شامل داده های اجتماعی - اقتصادی، محیطی، اقلیمی و فنی- مدیریتی می باشند که مراحل آماده سازی آنها با استفاده از تکنیک های تحلیل مولفه اصلی، رگرسیون چند متغیره و همخوان سازی انجام گردید. با استفاده از تکنیک خوشه بندی سلسله مراتبی خوشه بندی شده مناطق و نواحی شهر تهران به صورت فصلی انجام شد و مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می دهند که تلفیق الگوریتم های ژنتیک و مجموعه های راف کارایی بالاتری برای استخراج موثر قوانین از داده های مصرف آب شهر تهران را دارند. دقت طبقه بندی مجموعه آزمون توسط قوانین استخراج شده از مجموعه های راف، 77 درصد و پس از بهینه سازی قوانین به وسیله الگوریتم ژنتیک در مجموعه های راف، دقت طبقه بندی در نسل ششم با سرعت همگرایی متوسط به 88 درصد و در نسل دهم به 92 درصد افزایش یافت. بر اساس قوانین استخراج شده، عوامل موثر بر مصرف سالیانه آب به ترتیب میزان تأثیرگذاری، جمعیت ساکن، آب بهاء، تراکم جمعیت در واحد سطح، بعد خانوار، موقعیت مکانی (عرض جغرافیایی)، تحصیلات ساکنین و سرانه فضای سبز می-باشند. کلمات کلیدی: داده کاوی، مجموعه های راف، الگوریتم ژنتیک، خوشه بندی، تحلیل مولفه اصلی، رگرسیون چند متغیره

سوییچ های تمام نوری پرسرعت نقش مورد توجه ای برای مالتی/ دی مالتی پلکس در سیستم های مخابرات نوری دارند. در این بین تقویت کننده نوری نیمرسانا با اندازه کوچک، امکان مجتمع شدن با ادوات نوری و قابلیت تقویت پالس های فوق باریک گزینه مناسبی برای انجام عمل سوییچینگ است. برای حل مشکل پایین بودن طول عمر حامل ها و افت شدید بهره پس از عبور چند بیت در تقویت-کننده نوری نیمرسانا حجمی، در پژوهش های اخیر استفاده از تداخل سنج ها مورد توجه قرار گرفته است. تداخل سنج های مبتنی بر پدیده ساگناک از جمله ساختار های تداخلی مطلوب برای عمل سوییچینگ در شبکه های مخابرات نوری است. تحقیقاتی که تاکنون روی سوییچ های ساگناک مبتنی بر تقویت کننده نوری نیمرسانا انجام شده در حوزه پالس های پیکوثانیه بوده است. در این پژوهش برای اولین بار ساختاری برای خودسوییچ مبتنی بر ساختار تداخلی ساگناک ارائه شده است. شرایط لازم برای عملکرد بهینه خود سوییچ و تاثیر پارامترهای مختلف برای پالس های زیرپیکوثانیه ای نشان داده شده است. بدین منظور وابستگی پارامترهای خودسوییچ به مشخصات ساختار و پالس ورودی بررسی شده است. خود سوییچ نوری کاربردهای متنوعی در پردازش سیگنال نوری دارد. به منظور افزایش سرعت و ظرفیت خطوط انتقال، سوییچینگ در ساختار ساگناک مبتنی بر تقویت کننده نوری نیمرسانا متقارن برای پالس های ورودی زیرپیکوثانیه ای با لحاظ کردن تمامی اثرات غیرخطی این حوزه بررسی شده است. به منظور دستیابی به شرایط بهینه ی عملکرد سوییچ، وابستگی پارامترهای آن به مشخصات ساختاری و پالس نور ورودی بررسی شده است. در نهایت، دی مالتی پلکسینگ با استفاده از سوییچ مورد نظر برای نرخ بالا (667gb/s) پالس دیتای ورودی محقق شده است. در این پایان نامه از مدلی عددی مبتنی بر روش تفاضل محدود (توانایی مدلسازی پالس هایی تا پهنای100fs را دارد) برای مطالعه و تحلیل انتشار پالس های زیرپیکوثانیه ای در تقویت کننده نوری نیمرسانا استفاده کرده ایم.

در این پایان نامه به شبیه سازی و بهینه سازی افزایش میدان روی نوک مخروط کاوش پرداخته ایم. در واقع این مخروط کاوش به عنوان یک آنتن نوری عمل می کند، و امواج نوری را به میدان های محلی بزرگی تبدیل می کند. در این پروژه ما ابتدا اثر پارامترهای مخروط مثل شعاع نوک و زاویه آن و ضخامت پوشش فلزی روی آن را بر افزایش میدان روی آن بررسی کردیم. و دیدیم که این پارامترها به دلیل وجود تلفات اهمی در فلز تاثیر زیادی بر افزایش میدان ندارند. به همین دلیل به هسته این مخروط که از جنس دی الکتریک است مقداری ماده فعال نوری اضافه کردیم که این امر باعث تقویت میدان های محلی شده و در نتیجه تلفات فلز را جبران میکند. افزایش میدان روی نوک مخروط در حالت بدون بهره حداکثر حدود 120 برابر است ولی هنگامی که بهره به این ساختار اضافه کردیم افزایش میدان در حدود 13000 برابر گرفتیم.

برای بررسی رخساره ها و تفسیر محیط رسوبی سازند گچساران (میوسن) یک برش چینه شناسی به ضخامت حدود 895 متر در تنگ سرخ، واقع درشمال غرب شهرستان شیراز انتخاب گردید که از نظر لیتولوژی شامل آهک، مارن، آهک مارنی، ژیپس و ماسه سنگ می باشد. این سازند با واسطه یک لایه کنگلومرای چرتی بر روی سازند آسماری و در زیر سازند آغاجاری قرار می گیرد . مطالعات میکروسکوپی انجام شده برروی سازند گچساران در این منطقه منجر به شناسایی سه گروه رخساره ایی کربناته، مارنی و تبخیری گردید. این نهشته ها وابسته به زیر محیط های بالای کشندی، پهنه کشندی، تالاب می باشند. نهشته های این سازند در یک محیط آبی کم عمق با آب های کم عمق و شرایط آب و هوایی گرم و خشک گذاشته شده اند. بنا به نتایج بدست آمده می توان محیط رسوبی سازند گچساران در منطقه مورد مطالعه را یک پهنه وسیع و با اختلاف توپوگرافی کم تفسیر کرد.

در این پایان نامه با بررسی اثر غیر خطی کر در دو فیلتر فرود کریستال فوتونی حساس به طول موج باند باریک از دو نوع حفره ای و میله ای روشی برای جلوگیری از تغییرات در مشخصه های اصلی فیلتر همچون کاهش بازده و افزایش پهنای باند خروجی وتغییر طول موج کاری ارائه می شود. در هر دو فیلتر از روش فیدبک بازتابی برای کاهش پهنای باند و افزایش بازده نسبت به فیلتر های معمول استفاده شده است که سبب حساسیت بیشتر آن ها به اثر کر شده است. در این نوع فیلتر کریستال فوتونی که میله های آن از جنس سیلیکن است، در عرض پالس های ورودی زیر 0.5 پیکو ثانیه می توان از اثرات غیر خطی صرف نظر کرد ولی با افزایش عرض پالس و شدت ورودی این اثرات غیر قابل صرف نظر هستند؛ به طوری که بازده برای توان های حدود 1 وات از ?97 به ?96.5، در 10 وات به ?86 و در 20 وات به ?76 کاهش می یابد. همچنین پهنای باند فیلتر برای این شدت ها از 0.88 نانو متر به ترتیب به 0.9 نانو متر، 1 نانومتر و 1.46 نانو متر افزایش می یابد. برای جبران آن از بخش بازتابنده دوم در انتهای ساختار استفاده کرده ایم که سبب شده تا توان 20 وات ورودی بازده در ?95 تقریبا ثابت بماند و پهنای باند از 0.9 نانومتر به نهایتاً 1 نانو متر افزایش یابد. در فیلتر حفره ی بازده برای توان های حدود 1 وات از ?92 به ?88، در 10 وات به ?73 و در 20 وات به ?64 کاهش می یابد. همچنین پهنای باند فیلتر برای این شدت ها از 0.99 نانو متر به ترتیب به 1.4 نانو متر و 1.8 نانو متر افزایش می یابد. برای جبران از بخش بازتابنده دوم و همچنین تغییر شکل نقص های بخش تنظیم فاز استفاده شده است که سبب شده تا توان 10 وات ورودی بازده در ?100 تقریبا ثابت بماند و به ?96 در توان 20 وات برسد و پهنای باند از 0.78 نانو متر به ترتیب به 0.8، 0.9 و 1 نانو متر افزایش یابد. در نهایت از اثر کر در فیلتر میله ای برای طراحی یک گیت تمام نوری و تنظیم پذیر استفاده شده است. ثابت شبکه برابر 0.57 میکرو متر و طول ساختار برابر 31 ثابت شبکه است. برای یک سطح مقایسه خاص ورودی های کم تر از 1.1 وات صفر منطقی و ورودی های بیشتر از 1.8 وات یک منطقی را ایجاد می کنند. با تغییر فرکانس سیگنال کنترلی محدوده ی صفر و یک منطقی تنظیم پذیر است.

در این پایان نامه عملکرد سوئیچ های تمام نوری تحلیل, و با استفاده از خواص مواد نانوکامپوزیتی و کریستال های فوتونی به طراحی سوئیچ و گیت تمام نوری پرداخته خواهد شد. برای طراحی یک سوئیچ تمام نوری به پیک های تشدید و محیط غیرخطی نیاز خواهد بودکه برای این منظور از بهبود پلاسمونیک سطحی در مواد نانوکامپوزیت فلزی و ساختارهای کریستال فوتونی استفاده گردیده است. ابتدا بر اساس جذب پلاسمونی و اثر غیرخطی در محیط نانوکامپوزیت به طراحی سوئیچ برپایه این مواد می پردازیم. سپس با استفاده از نانوکامپوزیت در ساختاری متشکل از mpc و تنظیم پارامترهای موجود در معادلات ماکسول-گارنت و همچنین اثر تغییر ابعاد ساختار, سوئیچ تمام نوری قابل تنظیم در فرکانس دلخواه در محدوده نور مرئی و ir طراحی خواهد شد که با استفاده از خواص فراموادی برای بهبود پیک های پلاسمونی به سوئیچی فوق سریع (fs) با ضریب خاموشی مناسب (70%) و توان آستانه کم (nw) دست خواهیم یافت. همچنین با استفاده از پیک های تشدیدی نزدیک به هم که در طیف جذب به وجود می آید مدولاتور و یک ساختار نوین از مالتی پلکسر دوکاناله با سرعت فوق سریع و نوعی متفاوت از عملکرد مالتی پکسرها طراحی می شود.

حسگرها و عملگرهای صوتی شفاف نسل جدیدی از مبدل های صوتی هستند که می توانند تحولی در صنعت میکروفن ها و بلندگوها ایجاد کنند. این مبدل ها با داشتن خواصی چون شفافیت، انعطاف پذیری، مسطح بودن، وزن و ضخامت بسیار کم پتانسیل فراوانی برای کاربردهای متنوع همچون سیستم های پخش صوت برای مصارف عمومی، سیستم های فعال حذف نویز 4 ، صفحات نمایش، تلفن های همراه و میکروفن های شنود دارند. در این پژوهش هدف ساخت نمونه ای از این مبدل های شفاف و بررسی کارایی آن است. ساختار اصلی این حسگرها و عملگرها از ماده ای پیزوالکتریک که برای تولید ارتعاشات استفاده می شود و الکترودهایی برای ایجاد میدان الکتریکی لازم برای عملکرد ماده پیزوالکتریک تشکیل می شود. دست یابی به شفافیت و رسانایی به طور همزمان برای الکترودها یکی از چالش های اصلی ساخت این نوع مبدل هاست. گزینه اصلی مطرح برای ماده پیزوالکتریک شفاف و انعطاف پذیر پلیمر پلی وینیلیدن فلوراید 5 است. گزینه های مطرح برای الکترودهای شفاف عبارتند از ito8, pedot-pss4 و پوشش نانولوله های کربنی. ito توانایی تحمل ارتعاشات را ندارد و pedot-pss شفافیت و رسانایی کمی دارد لذا پوشش نانولوله های کربنی بهترین گزینه است. در این پژوهش با پوشش دادن نانولوله های کربنی چند دیواره به روی زیرلایه pvdf حسگر و عملگر صوتی شفاف ساخته و مشخصه یابی شد. محلول نانولوله های کربنی کاملا پراکنده شده تهیه شد و عملیات پوشش دادن به روش غوطه وری و با اصلاح سطح زیرلایه صورت گرفت و پوششی با مقاومت k?/sq 5/5 و شفافیت 55 درصد برای ساخت مبدل استفاده شد. سپس مبدل ساخته شده در حالت حسگر و عملگر صوتی در اتاق ناپژواک مورد بررسی قرار گرفت و نتایج با کارهای پیشین مقایسه شد. عملگر ساخته شده تحت تحریک با نویز سفید با ولتاژ v 55 صدایی با شدت db 53/5 تولید کرد.

شناسایی و تعیین مقدار اتم ها، مولکول ها یا غلظت یون ها در نمونه های گازی برای کاربردهای پزشکی، صنعتی، زیست محیطی و کنترل آلودگی ها یک نیاز اساسی است. در دهه های اخیر توجه زیادی به حسگر های گاز فیبر نوری برای کاربردهای اخیر شده است. در این کاربرد ها حسگرهای نوری برای گازهایی مانند متان، اسیتیلن، آمونیاک، دی اکسید سولفور، اکسیدهای نیتروژن و هیدروکربن ها و همچنین برای آشکارسازی مایعاتی همچون آب دریا، ایجاد شده اند. در زمینه حسگری فیبر نوری، فیبرهای کریستال فوتونی که دارای ساختاری متناوب از حفره های هوایی درون پوسته خود هستند درجه آزادی و انعطاف پذیری بالایی را در طراحی نشان داده اند. همچنین به علت وجود حفره های هوایی و امکان نفوذ نمونه های گازی یا مایع به درون حفره ها و برهم کنش آن ها با نور، طول برهم کنش افزایش می یابد و بدون نیاز به داشتن فیبرهای با طول زیاد حساسیت به طور چشم گیری افزایش می یابد. این پایان نامه بر روی طراحی و شبیه سازی حسگرهای جدید برمبنای فیبر کریستال فوتونی برای تحقق هم زمان حساسیت بیشتر و تلفات تحدید کم تر تمرکز می کند. روش المان محدود به علت دقت ثابت شده ی آن در تحلیل فیبرهای کریستال فوتونی، برای تحلیل پارامترهای حسگری استفاده شده است. سه طرح فیبر کریستال فوتونی هدایت نمایه به منظور افزایش حساسیت نسبی و کاهش تلفات تحدید پیشنهاد شده است. در دو طرح اول حفره ها در آرایش شش ضلعی و در طرح سوم در آرایش هشت ضلعی قرار گرفته اند. در طرح اول در طول موج µm 1.55 به حساسیت 55% و تلفات تحدید db/m 3-10×1.16 برای pcf پیشنهادی با فاصله میان حفره ای µm 1.6 رسیده ایم. هرچند میزان حساسیت بالا است اما ناحیه موثر مودی به علت فاصله کوچک بین حفره ای ، کم می شود. در طرح دوم نقص حلقه ای با شاخص بالا برای تحقق هم زمان حساسیت بالا و تلفات تحدید اندک به مرکز فیبر اعمال می شود. همچنین برای افزایش بیشتر میزان حساسیت از حفره های شش ضلعی به جای حفره های دایره ای در درونی ترین حلقه استفاده می شود. در طول موج µm 1.33 که در خط جذب متان قرار دارد به حساسیت نسبی 13.23% و تلفات تحدید db/m 6-10×3.77 دست یافته ایم. همچنین درشبیه سازی این طرح پاشیدگی ماده سیلیکا و شیشه ژرمانوسیلیکات را برای محاسبه دقیق تر شاخص موثر مود در نظر گرفته ایم. در طرح سوم از آرایش هشت ضلعی حفره های هوایی استفاده کرده ایم و برای ساختار بهینه به حساسیت نسبی 9.33% و تلفات تحدید db/m 4-10×6.8 در طول موج µm 1.5 رسیده ایم. همچنین برای طرح سوم اثر نوسانات 5%± قطر حفره های درونی ترین حلقه و حفره های قرارگرفته در لبه هشت ضلعی ها که در فرآیند ساخت بیشترین احتمال خطا را دارند را بررسی کرده ایم. فیبر پیشنهادی به علت حساسیت نسبی زیاد و تلفات اندک برای کاربرد در حسگری گاز بسیار سودمند خواهد بود.

آشکارسازهای مادون قرمز دارای کاریردهای بسیاری از جمله استفاده در مخابرات نوری فضای آزاد، شناسایی معادن، دید در شب، تشخیص آتش سوزی ها و ... می باشد. تکنولوژی مرسوم برای آشکارسازهای مادون قرمز استفاده از ترکیبات مرکوری-کادمیم-تلوراید است. مشکلاتی در این روش وجود دارد که باعث شده است نقاط کوانتومی به خاطر خواص منحصر به فردشان مرکز توجه بسیاری از مطالعات قرار بگیرند. مطالعات تئوری نشان می دهد که به خاطر محبوس شدگی نقاط کوانتومی در هر سه بعد، آشکارسازهای نقطه کوانتومی می توانند در دماهای نزدیک به دمای اتاق جریان تاریک کمتری داشته باشند و نیز قابلیت آشکارسازی بالاتری داشته باشند. بعلاوه به قطبش نور فرودی نیز حساس نیستند. از طرفی در مخابرات نوری فضای آزاد، طول موج 55/1 میکرومتر از اهمیت ویژه ای برخوردار است. لذا داشتن لیزرها و آشکارسازهای مناسب در این طول موج ضروری به نظر می رسد. هدف از انجام این تحقیق طراحی و آنالیز یک آشکارساز نقطه کوانتومی مناسب برای جذب در طول موج 55/1 میکرومتر و بررسی اثر حضور یک بلور فوتونی فلزی به منظور تحریک پلاسمونهای سطحی آن و اثر آن بر طیف جذب افزاره می باشد. در این پایان نامه نقاط کوانتومی inas درون زمینه gaas به صورت یک ساختار نانوکامپوزیتی در نظر گرفته می شود و با استفاده از مدل ماکسول-گارنت اصلاح شده تابع دی الکتریک موثر محیط محاسبه می شود. در این محاسبات اثرات پهن شدگی همگن و غیر همگن و درصد حجمی نقاط کوانتومی بر تابع دی الکتریک موثر بررسی می گردد. تابع دی الکتریک محاسبه شده به منظور استفاده در نرم افزارهای مختلف (comsol, cst microwave , …)جهت شبیه سازی ادوات فوتونیکی بسیار پرکاربرد می باشد. سپس با استفاده از شبیه سازی به روش المان های محدود، طیف جذبی نقاط کوانتومی مورد بررسی قرار می گیرد و با استفاده از یک بلور فوتونی فلزی اثرات پلاسمونی بر طیف جذب این افزاره مورد بررسی قرار می گیرد.

مسئله ان-پی تمام مسیر همیلتونی یک مسئله تصمیم گیری در نظریه گراف می باشد که در آن هدف، جواب به این سوال است که آیا در یک گراف بدون جهت/ جهت دار g=(v,e)، با |v|=n راس، مسیر همیلتونی وجود دارد یا خیر؟ خروجی این مسئله تصمیم گیری وابسته به وجود یا عدم وجود جواب، بله یا خیر است. مسیر همیلتونی مسیری است که از هر راس گراف دقیقا یک بار عبور کند. تا کنون برای حل این مسئله در کامپیوترهای متداول رویکرد تقریبی، و در کامپیوترهای نامتداول رویکردهای نوری و دی ان ای ارائه شده است. رویکردهای تقریبی با ارائه الگوریتم های دقیق و نادقیق الزاما راه حل قطعی را برای این مسئله با مصرف منابع غیر نمایی ارائه نمی کنند. بنابراین پارادایم جدیدی به نام نامتداول، محاسباتی که توسط ماشین هایی غیر از کامپیوترهای معمول و متداول انجام می شود، مطرح شد تا بتواند برای مسائل با پیچیدگی بالا راه حل های کارآمد با پیچیدگی کمتری ارائه کنند. در این پارادایم جدید رویکردهای محاسباتی مختلفی از جمله رویکرد محاسبات نورمبنا مطرح شده است. این رویکرد با استفاده از خصوصیات فیزیکی نور چون قابلیت توازی پرتوهای نور، قابلیت تقسیم پرتو نور به چندین پرتو تقریبا مشابه و سرعت محدود نور قادر به حل مسائل با پیچیدگی بالا در زمانی چند جمله ای شده است. گرچه تا کنون روش ها و مدل های محاسباتی مختلفی در رویکرد نورمبنا ارائه شده است اما اکثر این مدل ها از لحاظ پیاده سازی فیزیکی با محدودیت های فراوانی روبرو هستند. علاوه بر این در برخی از آن ها مدت زمان و منابع مورد نیاز برای حل مسائل ان-پی تمام همچنان نمایی است. این پایان نامه تلاش کرده است مسئله ی مسیر همیلتونی را به عنوان یکی از پرکاربردترین و مهمترین مسائل ان-پی تمام حل کند. ایده حل مسئله بر خواص طول موج نور بنا شده است. در این پژوهش سه روش مختلف حل مسئله شامل مبتنی بر کد کردن طول موج ها، مبتنی بر سوئیچ های نوری و مبتنی بر ماتریس نمایش گراف، ارائه شده است. در این روش ها ابتدا به هر کدام از رئوس گراف یک طول موج نور منحصر بفرد اختصاص می یابد سپس به گونه ای به پیمایش راس ها در گراف پرداخته می شود که هر راس دقیقا یکبار پیمایش شود. مسئله زمانی جواب دارد که پرتو نور خروجی در راس انتهای مسیر شامل طول موج خاصی از نور باشد. پیچیدگی زمان اجرای هر کدام از این روش ها از مرتبه حداکثر چند جمله ای است. پیچیدگی منابع مصرفی نیز در دو روش مبتنی بر کد کردن طول موج ها و روش مبتنی بر سوئیچ های نوری از مرتبه نمایی و در روش مبتنی بر ماتریس نمایش گراف، چند جمله ای می باشد. در روش پیشنهادی مبتنی بر ماتریس نمایش گراف یک معماری مقیاس پذیر دو بعدی نوری ارائه شده است که بزرگترین مقیاس حل مسئله آن گرافی با 15 راس می باشد.

در این پایان نامه به بررسی و تحلیل عملکرد آشکارساز نوری با ساختار ترانزیستوری و ناحیه فعال از جنس نانونوار گرافین پرداخته شده است. در این راه ابتدا نانونوار گرافین معرفی و شیوه به دست آوردن هامیلتونین آن با رویکرد تنگ بست توضیح داده شده است. با استناد به نتایج حاصل از شبیه سازی ها در رویکرد تنگ بست نیاز به در نظر گرفتن سه همسایگی اول و آثار لبه ای مشهود است. سپس با استفاده از قانون طلایی فرمی ضریب جذب نوری و بازدهی کوانتمی برای نانونوار با طول نامحدود محاسبه گردید، که مقدار بازدهی کوانتمی از مرتبه %10 به دست آمد. هم چنین با استفاده از این قانون اثر اعمال بایاس به نانونوار بررسی شد. این بررسی ها نشان می دهند که با اعمال بایاس بین سورس و درین افزاره بازدهی کوانتمی افزایش می یابد، اما به طور کلی افزایش اندازه ولتاژ گیت موجب کاهش بازدهی کوانتمی می گردد. در موارد خاصی بایاس اعمالی به گیت منجر به از بین رفتن گرادیان رابطه پاشندگی انرژی-تکانه شده، لذا جذب موثر در ناحیه گسترده تری از ناحیه اول بریلوئن اتفاق می افتد و به تبع آن بازدهی کوانتمی از مرتبه %30 حاصل می شود. در ادامه با استفاده از توابع گرین غیر تعادلی به بررسی عملکرد افزاره پرداخته و جریان تاریک و سهم خطی جریان نوری محاسبه شده است. با انجام این شبیه سازی ها برای افزاره با ساختار ترانزیستوری جریان تاریک در مرتبه میکروآمپر پیش بینی می شود. برای کاهش جریان تاریک ساختاری با دو گیت پیشنهاد گردید که به گیت های آن ولتاژ با علامت مختلف متصل گردد. در صورت بایاس افزاره پیشنهادی در ولتاژ آستانه هدایت، شبیه سازی ها جریان تاریک از مرتبه نانوآمپر و بازدهی کوانتمی در حدود %7 را پیش بینی می نمایند. کلید واژه: نانونوار گرافین، آشکارساز نوری، توابع گرین غیر تعادلی، قانون طلایی فرمی

در این پایان نامه سلول های خورشیدی حساس شده به نقاط کوانتومی cdse بر پایه نانومیله zno شبیه سازی شده است. قطر نقاط کوانتومی بین 3 تا 5 نانومتر فرض شده و با در نظر گرفتن تابع گوسی برای توزیع اندازه، تابع دی الکتریک موثر با استفاده از نرم افزارهای nextnano و matlab محاسبه شده است. از نانوذره نقره با قطر بین 10 تا 20 نانومتر برای افزایش جذب نقطه کوانتومی با استفاده از مکانیزم تشدید پلاسمون محلی استفاده شده است. در ابتدا به صورت تک ذره ای شبیه سازی ها انجام شده است. دیده می شود که فاصله نانوذرات نقره از نقاط کوانتومی روی میزان افزایش جذب موثر است، به طوری که در فاصله 40 نانومتر بین نقطه کوانتومی با قطر 4 نانومتر و نانوذره نقره به قطر 10 نانومتر، میدان پلاسمونی تحریک شده به نقطه کوانتومی نفوذ نمی کند و افزایش جذبی حاصل نمی شود. در مرحله ی دوم ساختار لایه نقاط کوانتومی که روی زیر لایه zno قرار گرفته و روی آن نانوذرات نقره پوشانده است، بررسی شد. دیده می شود که به ازای یک دوره تناوب خاص که کوپلینگ پلاسمونی با طول موج تشدید پلاسمونی یکی می شود، بیشترین افزایش جذب در نقاط کوانتومی اتفاق می افتد. این فاصله برای نانوذرات با قطر 10 و 20 نانومتر، به ترتیب 5 و 15 نانومتر است. در نهایت میله های حساس شده به نقاط کوانتومی شبیه سازی شده و تاثیرات مختلف روی طیف جذبی بررسی شده است. مشاهده می شود که با حساس سازی توسط نانوذرات میزان جذب، افزایش خواهد یافت. شبیه سازی های قسمت نوری با استفاده از نرم افزار lumerical fdtd solution انجام شده است. در انتها با بررسی مکانیزیم انتقال الکترون در نانومیله های zno، ولتاژ مدار باز و جریان اتصال کوتاه مدار محاسبه شده و نمودار جریان- ولتاژ برای سلول استخراج شده است. برای حالتی که نانوذرات نقره به ساختار اضافه شده اند، به ازای 20درصد افزایش جذب در ساختار، چگالی جریان به اندازه 05/0 میلی آمپر بر سانتی متر مربع افزایش یافته است.

هدف علم پلاسمونیک، مجتمع کردن مدارات نوری است، در این میان، مواد متداول مورد استفاده در افزاره های پلاسمونی به دلیل تلفات بالا، نیل به هدف علم پلاسمونیک را با مشکل همراه کرده اند. چندی پیش ثابت شد که گرافین امکان میزبانی پلاسمون های سطحی را دارد، البته با دو ویژگی منحصربه فرد نسبت به بقیه مواد: تلفات ناچیز و تنظیم پذیری پلاسمون ها. مقالات زیادی در این حوزه به چاپ رسیده اند، اما بیشتر آن ها به مباحث فیزیکی آن پرداخته و افزاره های انگشت شماری تا به حال مورد بررسی قرارگرفته اند. در این پایان نامه ابتدا به بررسی شرایط لازم برای انتشار پلاسمون ها گرافین پرداختیم، سپس به کمک رسانایی نوری بدست آمده توسط تقریب کوبو، گذردهی گرافین را محاسبه کردیم. در فصل نهایی این پایان نامه به معرفی مدولاتوری خواهیم پرداخت که در آن از نوسان پلاسمون های گرافین برای ایجاد نوسان فانو در طیف عبور موجبر mim و کنترل طیف عبوری مدولاتور به کمک اعمال ولتاژ استفاده شده است. سپس تأثیر ابعاد مختلف ساختار بر روی عملکرد مدولاتور را بررسی کردیم. اما در نهایت به این نتیجه رسیدیم که این ساختار به دلیل تلفات بالای طلا در محدوده ی فروسرخ میانی، از عملکرد خوبی برخوردار نیست. بنابراین پس از بررسی موجبرهای پلاسمونی مختلف، به کمک موجبر پلاسمونی هیبرید به بهبود عملکرد مدولاتور پرداختیم. پس از بررسی پارامترهای مختلف ساختار، در نهایت توانستیم به مدولاتوری برسیم که می تواند با اعمال 15 ولت مقدار عبور را از 85 درصد به 8 درصد برساند. ساختار معرفی شده را می توان به سادگی با تکنولوژی موجود cmos با ابعاد بسیار کوچک طراحی شده در پایان نامه بر روی ویفر soi ساخت.

در این رساله به بررسی و تحلیل رفتار جذبی نقطه کوانتومی¬های inas/gaas تحت خواص بلور فوتونی، آرایه¬ها و شبکه¬های متناوب فلزی که منجر به تولید امواج پلاسمون سطحی می¬شود، می¬پردازیم. نقاط کوانتومی به عنوان ناحیه فعال آشکارساز در شرایطی که بلور فوتونی بعنوان آینه براگ و یا کاواک با مودهای تشدیدی خاص مورد استفاده قرار گرفته است، بکار می¬رود. تابع دی¬الکتریک لایه نقطه کوانتومی از طریق مدل ماکسول-گارنت اصلاح شده با درنظر گرفتن توزیع اندازه و درصد حجمی نقطه کوانتومی محاسبه می-شود. اثرات بلور فوتونی یک بعدی با حل معادلات ماکسول بررسی می¬شود و پاسخ طیف جذب تحت تاثیر پارامتر¬های ساختاری مانند تعداد، جنس و ضخامت لایه¬ها، در دو نوع ساختار بلور فوتونی نقص¬دار و ساختار بلور فوتونی چرپ¬¬شده مورد بررسی قرارمی¬گیرد. با استفاده از روش ماتریس انتقال (tmm) اثر لبه باند بلور فوتونی روی طیف جذب آشکار¬ساز مادون قرمز بررسی و افزایش ضریب جذب تا 96% برای ساختاربلور فوتونی نقص¬دار بدست می¬آید. همچنین محل بیشینه طول موج جذب در ساختار بلور فوتونی چرپ شده با دقت 48 نانومتر تنظیم می¬شود و مقدارپهنای کامل در نیم بیشینه به مقدار 60 نانومتر کاهش می¬یابد. در نهایت با استفاده از بلور فوتونی چرپ¬شده ساختاری برای آشکار¬ساز مادون قرمز چند¬رنگ کوک¬پذیر طراحی می¬شود. لایه جاذب حاوی نقطه کوانتومی در کاواک بلور فوتونی که تیغه دو بعدی بلور فوتونی است قرار می¬گیرد. ساختار نوار بلور فوتونی با روش تفاضل متناهی در حوزه زمان (fdtd) محاسبه شده و مقدار پارامترها برای جذب در طول موج مادون قرمز میانی مورد نظر تنظیم می¬شود. سپس جذب افرایش یافته¬ای برای این ساختار تا مقدار 8 برابر نسبت به سایر طول موج¬ها بدست می¬آید. برای بررسی اثرات امواج پلاسمونی، آشکار-ساز نقطه کوانتومی مبتنی بر بلور فوتونی فلزی بررسی می¬شود. قرار گرفتن تیغه مشبک فلزی با ضخامت معین روی ساختار امواج سطحی پلاسمونی را تحریک می¬کند که جذب را در طول موج¬هایی مشخصی تا چند برابر دیگر طول موج¬ها افزایش می¬دهند. در ادامه از نانو نوارهای فلزی برای طراحی آشکار¬سازی با ضریب جذب افزایش یافته استفاده می¬شود. در این ساختار ضریب جذب با روش تفاضل متناهی در حوزه فرکانس (fdfd) محاسبه شده و تا حدود 66% افزایش می¬یابد. برای بهبود کارایی افزاره ساختارهایی مانند آینه¬های براگ و لایه گریتینگ با اختلاف ضریب شکست بالا طراحی و در ساختار قرار می¬گیرد تا ضریب جذب به حدود 88% می¬رسد که 2 برابر نسبت به حالت مرجع افزایش یافته¬است. در نهایت با تنظیم پارامترهای ساختاری نانو نوارها، آشکارساز چند رنگ که قابلیت جذب چندین طول موج در محدوده مادون قرمز را داشته باشد طراحی شده و جریان نوری آن محاسبه می¬شود. در این بخش با استفاده از روش fdfd سه بعدی، شبیه¬سازی آشکارساز مبتنی بر بلور فوتونی فلزی تکمیل می¬شود. نتایج با روش fdtd و آزمایش مقایسه می¬شود و در نهایت مقدار ضریب آشکارسازی و جریان نوری برای این ساختار محاسبه می¬شود. نتایج نشان می¬دهد ضریب جذب در طول موج¬های پلاسمونی حداقل تا 2/8 برابر به نسبت طول موج¬های کناری افزایش می¬یابد.

در این پایان نامه به بررسی و شبیه سازی سلول خورشیدی مبتنی بر نانو سیم های zno حساس شده به نقاط کوانتومی cdse پرداخته ایم. ابتدا تابع دی الکتریک نقاط کوانتومی و نانوذرات فلزی وابسته به ابعاد آن ها بدست آمده است. سپس با استفاده از مدل ماکسول گارنت اصلاح شده، تابع دی الکتریک موثر ساختار محاسبه شده و اثر درصد نقاط کوانتومی و نانو ذرات فلزی و میزان پهن شدگی غیر همگن آن ها بر تابع دی الکتریک موثر مورد مطالعه قرار گرفته است. با افزایش درصد نقاط کوانتومی تابع دی الکتریک موثر بهبود یافته و شیفت قرمز پیدا می کند. اما با افزایش میزان پهن شدگی غیر همگن نقاط کوانتومی دامنه ی تابع دی الکتریک کاهش یافته و پهن تر می شود. با استفاده از روش تفاضل محدود حوزه زمان به شبیه سازی طیف جذب نوری فتوآند سلول پرداخته شده است. استفاده از تابع دی الکتریک موثر حجم و زمان شبیه سازی ها را کاهش می دهد. همچنین با بررسی های انجام شده مشاهده می شود که حضور نانو ذرات فلزی طلا و نقره در ساختار می تواند موجب بهبود پلاسمونی طیف جذب سلول شود که حالت بهینه به ازای کاربرد %2.5ag-%7.5au حاصل شده است. علاوه بر این اثر قطبش و زاویه ی نور فرودی، فاصله ، جنس و ابعاد نانوسیم ها بر طیف جذب بررسی شده است. استفاده از نانو سیم های اکسید تیتانیم (tio2) به جای اکسید روی (zno) منجر به افزایش دامنه ی جذب سلول می شود البته موبیلیتی الکترون در tio2 پایین تر از zno است. این ساختارها با توجه به تقارنی که دارند نسبت به تغییرات قطبش نور فرودی (از پایین در راستای z) حساس نیستند. علاوه بر این با استفاده از مدل مارکوس به محاسبه ی نرخ انتقال الکترون از نقاط کوانتومی cdse به نانوسیم های zno پرداخته و درصد الکترون انتقالی از نقاط کوانتومی cdse به نانو سیم های zno برابر با 25% بدست آمده است. در نهایت با وارد کردن طیف جذب و درصد الکترون تزریقی از نقاط کوانتومی به نانو سیم ها در معادلات نفوذ، منحنی ولتاژ- جریان سلول رسم شده است. با کاهش فاصله-ی نانوسیم ها چگالی جریان اتصال کوتاه سلول افزایش می یابد.

در این رساله، ابتدا انواع کوپل شدگی نقطه کوانتومی با کاواک بلور فوتونی تشریح شده است. سپس ابتدا دینامیک لیزر بلور فوتونی نقطه کوانتومی با کوپل شدگی ضعیف توسط روشfdtd با معادله دیفرانسیل کمکی، که کد آن به زبان فرترن نوشته شده است، شبیه سازی و تحلیل شده است. در ادامه کوپل شدگی در حالت عدم تطابق طول موج رزونانس نقطه کوانتومی با کاواک که به دلیل میرایی فاز و اثر آنتی-زینو می باشد با تحریک در طول موج رزونانس نقطه کوانتومی به صورت تئوری و تجربی بررسی و تحلیل شده است. در تحلیل لیزر بلور فوتونی نقطه کوانتومی، با افزایش دما و کاهش ضریب کیفیت کاواک، زمان تاخیر برای شروع لیزش به دلیل کاهش فوتونها در کاواک افزایش می یابد. هنگامی که نرخ پامپ ثابت است، افزایش زمان تاخیر باعث افزایش وارونگی تجمعی و شدت میدان خروجی در لحظه شروع لیزش می شود. این بدان معنی است که در لحظه شروع لیزش، با افزایش دما و یا کاهش ضریب کیفیت کاواک، شدت میدان خروجی افزایش می یابد. همچنین در این رساله نشان داده شده است که با افزایش دما که ضریب پورسل کاهش می یابد، فرکانس نوسان واهلشی نیز کاهش می¬یابد. در حالت عدم تطابق طول موج رزونانس نقطه کوانتومی با کاواک و با تحریک در طول موج رزونانس نقطه کوانتومی، با استفاده از ابزار محاسباتی اپتیک کوانتومی نشان داده شده است که با استفاده از تغییر ضریب کیفیت کاواک و قدرت کوپل شدگی می توان طول موج رزونانس کاواک را کنترل کرد. کوپل شدگی در حالت عدم تطابق طول موج رزونانس نقطه کوانتومی با کاواک باعث می شود هزینه تطبیق طول موج رزونانس آنها حذف شود. همچنین به صورت تجربی کوپل شدگی، در حالت عدم تطابق طول موج رزونانس نقطه کوانتومی با کاواک، با اختلاف 4/1نانومتر بین طول موج رزونانس آنها در دمای k50 و با تحریک در طول موج رزونانس اکسیتون شفاف مشاهده شده است. این اختلاف در طول موج، بیشترین مقدار گزارش شده می باشد که با توان تحریک زیر یک نانو وات محقق شده است. رفتار این کوپل شدگی با استفاده از پارامترهای بدست آمده از آزمایش تجربی توسط ابزار محاسباتی اپتیک کوانتومی شبیه سازی شده است.

zno با تحرک ¬الکترونی بالا (یک مرتبه بزرگ¬تر از tio2) و داشتن خانواده¬ای بزرگ از انواع نانوساختارها، از بهترین جایگزین¬ها برای tio2 درسلول¬های فوتوالکتروشیمیایی به حساب می¬آید. از طرفی گرافن با خواص منحصر به فردش از جمله سطح موثر بزرگ و تحرک الکترونی بسیار بالا، ماده بسیار مناسبی جهت استفاده در سلول¬های¬خورشیدی است. استفاده از این دو ماده درون نانوکامپوزیت zno/graphene می¬تواند با افزایش سرعت انتقال الکترون در ساختار، باعث کاهش بازترکیب و در نتیجه افزایش خواص فوتوولتایی سلول¬خورشیدی شود. در تحقیق حاضر به¬ساخت و مشخصه¬یابی نانوکامپوزیت zno/graphene به¬عنوان فوتوآند یک سلول فوتوالکتروشیمیایی حساس¬شده با نقاط¬کوانتومی cds/cdseپرداخته شده¬ است. نانوکامپوزیت مورد نظر به سه روش سنتز شد. در روش اول از سل zno و گرافن پراکنده ¬شده استفاده شد. در روش دوم روی¬آمونیوم¬کربنات ، گرافن¬اکسید پراکنده¬شده و pvp به¬ترتیب به¬عنوان پیش¬ماده¬های روی، گرافن و اتصال دهنده دو ماده به¬کار گرفته شدند. در روش سوم نیز خمیری از نانوذرات 50 نانومتری zno و گرافن¬اکسید 13 لایه، با هم مخلوط و به¬روش دکتر بلید لایه¬نشانی شد. تنها جواب به¬دست آمده از سلول¬خورشیدی ساخته شده با نانوکامپوزیت نوع سوم، جواب قابل قبولی بود. فرایند کاهش حرارتی گرافن¬اکسید و تولید گرافن، توسط روش¬های اسپکتروسکوپی رامان، ftir (تبدیل فوریه مادن قرمز) و drs (طیف¬سنجی بازتاب نفوذی) مورد بررسی قرار گرفت که همه به-خوبی احیای درصدی از گرافن¬اکسید را نشان دادند. در سلول¬خورشیدی ساخته¬شده از خمیر نانوکامپوزیتی نسبت به لایه zno تنها، افزایش دوبرابری بازده (20/2% در مقابل 28/1%) مشاهده شد. هم¬چنین مقدار چگالی جریان و ولتاژ مدار باز سلول برابر با ma.cm-272/8 و v57/0به¬دست-آمدند. اندازه¬گیری¬¬امپدانس¬الکتروشیمیایی، تاثیر مثبت حضور گرافن را در نانوکامپوزیت به¬خوبی نشان داد.

در این تحقیق به منظور مطالعه زیست چینه نگاری و محیط رسوبی سازند آسماری یک رخنمون در برش خرامه (جنوب شرق شیراز) به ضخامت 160 متر به همراه 70 مقطع نازک مورد مطالعه و بررسی قرار گرفت. برش خرامه از نظر سنگ چینه شناسی شامل، آهک متوسط تا ضخیم لایه خاکستری کرم رنگ تا نخودی می باشد. بر اساس زیست چینه نگاری 18 جنس و 21 گونه از روزن داران بنتیک شناسایی گردید. در برش خرامه چهار بیوزن معرفی گردید. 1- nummulites intermedius- nummulites fichteli- nmmulites vascus assemblage zone. برای این بیوزن سن الیگوسن زیرین (روپلین) پیشنهاد گردید. 2-lepidocyclina-operculina-ditrupa assemblage zone. برای این بیوزون سن الیگوسن (روپلین- چاتین) پیشنهاد گردید. 3-austrotrillina howchini-peneroplis evolutus assemblag zone. برای این بیوزون سن الیگوسن بالایی (چاتین) پیشنهاد گردید. 4-miogypsina -elphidium sp. i4-peneroplis farsensis assemblag zone. برای این بیوزون سن میوسن زیرین (آکی تانین) پیشنهاد گردید. در این ناحیه سازند آسماری با مرزهای ناپیوسته بر روی سازند جهرم و در زیر سازند رازک قرار دارد. رخساره های کربناته شامل 8 زیر رخساره، لپیدوسیکلینا بایوکلست پکستون، نومولیتس بایوکلست وکستون پکستون ، باندستون مرجانی، میلیولید بایوکلست وکستون پکستون، نئوروتالیا بایوکلست وکستون-پکستون، میلیولید، پلوئید بایوکلست وکستون پکستون ، دولومادستون فنسترال مادستون، پیزوئید گرینستون است که در قالب چهار گروه رخساره ای شناسایی شده که مربوط به رخساره های، دریای باز یا جلوی سدی، رخساره shoal، رخساره های لاگون و رخساره پهنه جزر و مدی می باشد. بر اساس این نتایج سازند آسماری در بخش های مختلف یک رمپ کربناته با شیب یکنواخت (homoclinal) نهشته شده است.

در رویکردهای متداول برای حل مسائل ان¬پی نمی¬توان راه¬حل قطعی با صرف منابع غیرنمایی، ارائه نمود. لذا رویکرد نامتداول که توسط ماشین¬هایی غیر از کامپیوترهای معمول و متداول انجام می¬شود، تلاش می¬کند تا برای مسائل با پیچیدگی بالا راه¬حل¬های کارآمد با پیچیدگی¬های کمتر ارائه کند. از جمله زمینه¬های مطرح در حوزه محاسبات نامتداول می¬توان به محاسبات کوانتومی، محاسبات برخورد مبنا، محاسبات غشایی، محاسبات نور مبنا و محاسبات دی ان ای اشاره نمود. رویکرد ما در این پژوهش، نورمبنا است. گرچه تا کنون رو¬ش¬های مختلفی در رویکرد نورمبنا ارائه شده است اما اکثر این مدل¬ها از لحاظ پیاده¬سازی فیزیکی با محدودیت¬های فراوانی روبه¬رو هستند. علاوه بر این در برخی از آن¬ها مدت زمان و منابع مورد نیاز برای حل مسائل ان¬پی تمام هم¬چنان نمایی است. این پایان نامه تلاش کرده است چند مسئله از رده¬ی مسائل ان¬پی، شامل مسئله مسیر همیلتونی، مسئله مجموعه چیرگی، مسئله 3-ارضاپذیری و مسئله مجموع زیرمجموعه¬ها را حل کند. در این پژوهش روش¬هایی با تکیه بر استفاده از المان¬های نوری و سنجش توان برای حل مسایل ذکر شده ارائه شده است. در این پایان¬نامه دو روش برای حل مسئله همیلتونی با پیچیدگی زمان اجرا و منابع مصرفی از مرتبه¬ی خطی o(n) ارائه شده است، این در حالی است که بهترین زمان اجرای ارائه شده تا کنون برای حل این مسئله از مرتبه¬ی چندجمله¬ای بوده است که مصرف منابع در آن مورد نیز از مرتبه¬ی نمایی می-باشد. به علاوه در این پژوهش مرتبه پیچیدگی برای حل مسئله مجموع زیرمجموعه¬ها در روش¬ اول ارائه شده، به مقداری ثابت رسیده است، این در حالی است که در بهترین کارهای پیشین، میزان پیچیدگی زمانی از مرتبه چندجمله¬ای بوده است، مسئله 3-ارضاپذیری در زمانی نمایی حل شده¬است که مزیتی بر روش¬های پیشین نداشته است و مسئله مجموعه چیرگی نیز در زمانی از مرتبه¬ی چندجمله¬ای حل شده¬است که نسبت به راه حل¬های پیشین با زمان چندجمله¬ای، از لحاظ مصرف منابع بهبود یافته¬است.

در این پایان نامه، طراحی وساخت حسگر فشارگاز گسیل میدانی مینیاتوری با استفاده از نانولوله های کربنی چنددیواره به عنوان کاتد وغشاءگرافن به عنوان آند،گزارش می شود.در پروژه حاضرازخواص مناسب گسیل میدانی نانولوله های کربنی(جریان بالا وولتاژآستانه پایین)وحساسیت بالای حسگرهای گسیل میدانی در فواصل آند-کاتدی نزدیک استفاده شده است همچنین گرافن به عنوان نازکترین غشای ممکن برای حسگرهای فشار،امکان ساخت حسگرهای فشار بسیارحساس در سطح کوچک را فراهم می کند که برای غشاء های غیرگرافنی مثل سیلیکون این مساله ممکن نیست.حسگر فشار پیشنهادی از خواص برتر هردو مورد بهره برده است و قادر به تشخیص مقداروجهت فشاراعمالی با حساسیت بالاست. در ساختار ارائه شده نانولوله های کربنی داخل حفره های میکرومتری که از زدایش غیر همسانگرد بستر سیلیکونی حاصل شده، رشد داده می شود؛ بطوریکه کاملا در احاطه حفره سیلیکونی قرار می گیرد.پس از آماده سازی کاتد، اکسیدگرافن تهیه شده به روش هامرز را برروی آن رسوب وسپس احیاء نمودیم. پس از اطمینان ازموفقیت ساخت حسگرنسبت به آزمایش آن اقدام ورفتار الکتریکی حسگر ساخته شده را با افزایش فشار بررسی کردیم. دیدیم که رفتار جریان-فشار حسگر ساخته شده از حالت خطی محض خارج است. این امر به دلیل رقابت بین دو پدیده افزایش جریان گسیل با میدان -افزایش رزیستانس با کرنش اتفاق می افتد. بیشترین حساسیت بدست آمده ((µa)/a)/pa 3ر49 دربایاس 5ر0ولت می باشدکه با توجه به ولتاژآستانه پایین واندازه فیزیکی آن،در مقایسه با حسگرهای دیگر فشاربسیار قابل توجه می باشد. همچنین با توجه به خواص الکترومکانیکی گرافن وبا عنایت به اینکه درساختار حاضر،گرافن برروی آرایه حفره ها، به صورت معلق رسوب یافته است، امکان رزونانس گرافن به عنوان رزوناتوررا نیزبررسی کردیم ودر فشار هوای اتمسفر،فرکانس رزونانس گرافن را در حدود mhz23 اندازه گیری کردیم. سپس رزوناتور را درحضور گاز بی اثرآرگون آزمایش کردیم در فشارهای بالاتر وپایین تراز اتمسفرتوانستیم گرافن را در بازه فرکانسی mhz5ر10- 5ر9به رزونانس درآوریم وبدین ترتیب نشان دادیم حسگرساخته شده همچنین می تواند به عنوان حسگررزوناتوری فشار یا گاز نیز عمل کند.

در این مطالعه یک مدل برنامه ریزی آرمانی فازی غیر خطی مختلط (شامل اهداف کیفی و کمی) که اهداف آن دارای اولویت متفاوتی می باشد برای مساله ی برنامه ریزی جامع تولید در یک محیط فازی ارائه می شود. با استفاده از یک فرایند تصمیم گیری تعاملی در مدل پیشنهادی، سعی می شود تا با در نظر گرفتن سطح موجودی، تقاضا، ظرفیت ماشین آلات، و فضای انبار، کل هزینه های تولید و هزینه های نگهداری و سفارشات معوق را کمینه سازد و کیفیت محصول را در سطح بالا و میزان تاخیر در تحویل محصول را بسیار نگه دارد. برای اثبات کاربردی بودن مدل فوق در حل مسائل برنامه ریزی جامع تولید در دنیای واقعی، مدل مذکور در شرکت سهامی ذوب آهن اصفهان به اجرا در آمده است . سپس از یکی از الگوریتم های فرا ابتکاری برای حل مدل غیر خطی قطعی نهایی استفاده شده و در انتها نیز تحلیل حساسیت مدل و نتایج قابل استفاده برای مدیریت ارائه می گردد.

بدلیل کاربرد فرایندهای غیرخطی اپتیکی نظیر دو برابر سازی فرکانس یک لیزر با استفاده از تولید هارمونیک دوم و یا تولید یک لیزر کوک پذیر در ناحیه مادون قرمز با استفاده از فرایند تولید تفاضل فرکانس ها، در این پایاننامه ساختارهایی با تشدید در محدوده ی مادون قرمز در حضور دی الکتریک غیرخطی بررسی می شود. برای این منظور، ابتدا توزیع میدان های الکتریکی و مغناطیسی بدون در نظر گرفتن غیرخطیت دی الکتریک، برای نشان دادن جایگزیدگی انرژی الکترومغناطیسی مورد بررسی قرار می گیرد. همچنین پارامترهای موثر خطی با استفاده از طیف عبوری و انعکاسی سلول واحد ساختار مورد نظر بازیابی می گردد. سپس با در نظر گرفتن رفتار غیرخطی برای محیط دی الکتریک، ساختار مورد نظر در یک بازه زمانی تحت تابش امواج تخت با دامنه یکنواخت و فرکانس مشخص قرار می گیرد. با استفاده از تغییرات زمانی میدان عبوری و انعکاسی و اعمال تبدیل فوریه، دامنه میدان های غیرخطی محاسبه می گردد. برای ساختارهای فرامواد غیرخطی نیز مشابه حالت خطی، می توان یک ساختار معادل با پذیرفتاری موثر در نظر گرفت. با استفاده از روابط حاصل از روش ماتریس انتقال، پذیرفتاری های الکتریکی موثر برای ساختارهای مورد نظر محاسبه شده و با پذیرفتاری دی الکتریک مقایسه می گردد. نتایج این بررسی ها، افزایش پذیرفتاری الکتریکی موثر مرتبه ی دوم را تا دو مرتبه ی مقداری آشکار می سازد. همچنین تنظیم پذیری فرکانس تشدید در این ساختارها، می تواند امکان تولید منابع نوری در نانو ابزارهای فوتونیکی را فراهم کند.

در این پایان نامه، رفتار استاتیک ساختارهای آرایه ای پادهدایت vcsel، شبیه سازی و آنالیز شده است. برای تحلیل مشخصه های نوری (میدان نزدیک و دور)، گرمایی (توزیع دما) و اکتریکی (چگالی حامل) ساختار، از مدل نسبتاً جامعی که شامل معادلات موج، پخش حامل و انتقال گرما و اثرات متقابل پدیده های نوری، گرمایی و الکتریکی است، استفاده گردیده است. دو گروه از vcselهای آرایه ای پادهدایت، بررسی شده اند: آرای? تزویج فازی vcselهای پادهدایت و vcselهای شبکه فوتونی دوبعدی با defect با ضریب شکست کم. در شبیه سازی ها، وابستگی جریان آستانه و رقابت مدهای عرضی به پارامترهای هندسی ساختار مثل تعداد عناصر آرایه و فاصل? میان آن ها تحلیل و رقابت مدهای عرضی و الگوی تابش میدان دور لیزر در جریان های بایاس مختلف، بررسی گردیده اند. در پایان، توزیع غیریکنواخت میزان تلفات نواحی با ضریب شکست موثر بیش تر، در دو راستای عرضی ساختار، به عنوان روشی برای بهبود رفتار تک مدی vcsel شبکه فوتونی دوبعدی با defect با ضریب شکست کم، معرفی و تحلیل شده است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد استفاده از طرح کاو برای پروفایل دوبعدی ضخامت لای? ingap، موجب کاهش جریان آستانه و پهنای الگوی تابش میدان دور می شود، بروز پدید? shb را تضعیف می کند و بر تلفات مدهای رقابت کننده با مد پای? defect می افزاید.

این پژوهش در پی بازخوانی مقدمه ابن خلدون در پرتو فلسفه فرهنگ است. از این رو این تحقیق با بسیاری از خوانش هایی که مقدمه را به عنوان تلاشی برای تاسیس جامعه شناسی می دانند، متفاوت است. با به کارگیری فلسفه فرهنگ به مثابه جایگاهی که در آن ما سرتاسر مقدمه را نظاره خواهیم کرد، در خواهیم یافت که بسیاری از مقولاتی که در فلسفه فرهنگ مطرح می شوند، در اینجا ظاهر می شوند، و خواهیم دید مفاهیمی همچون جنگ، صلح، خشونت، احساس وحدت با نوع بشر، تمدن و فرهنگ به عنوان فاصله گیری از طبیعت و ... در پس مقدمه نهفته اند.

لیزرهای dfb-rf نویدبخش دستیابی به چشمه های لیزری تک فرکانس با پهنای خط باریک و با خاصیت کوک پذیری طول موج از مادون قرمز دور تا طول موج دیدنی هستند. هدف اصلی این رساله تحلیل و ارزیابی عملکرد لیزرهای فیبر رامان با فیدبک توزیع شده (dfb- rf) با در نظر گرفتن اثرات نوری غیرخطی است. ساختار مورد بررسی در این پایان نامه یک ساختار با انتقال فاز ?/2 که در وسط توری فرض شده است می باشد. مدلسازی نظری لیزر برای شرایط آستانه و بالای آستانه انجام شده است. شبیه سازی لیزر نشان می دهد که پدید ه های غیرخطی نوری مانند اثر مدولاسیون فاز متقاطع، اثر مدولاسیون خودفازی و ترکیب چهار موج روی عملکرد لیزرهای dfb-rf تاثیر بسزایی دارند. دو اثر مدولاسیون فاز متقاطع و مدولاسیون خودفازی سبب افزایش توان خروجی لیزر می شود. ترکیب چهار موج نیز یکی از آثار غیرخطی مهم است که در لیزرهای فیبر رامان رخ می دهد. این پدیده در دو حالت مختلف بررسی شده است. در یک حالت دو فوتون موج دمش نابود و یک فوتون استوکس و یک فوتون آنتی استوکس ایجاد می شود. در حالت دیگر دو فوتون استوکس از بین رفته و یک فوتون با فرکانس موج دمش و یک فوتون با فرکانسی کوچکتر از فرکانس موج استوکس ایجاد می شود. بررسی عددی عملکرد لیزر dfb-rf نشان می دهد که ترکیب چهار موج روی عملکرد لیزر dfb-rf تاثیر زیادی دارد. مهمترین نتایج آن افزایش توان خروجی لیزر و توان دمش باقیمانده است. همچنین با درنظر گرفتن اثر ترکیب جهار موج، مد جدیدی با طول موج nm7/1158 در خروجی مشاهده می شود که در تطابق با نتایج تجربی گزارش شده، می باشد. عملکرد لیزر dfb-rf شدیدا به پارامترهای ساختاری لیزر مانند محل انتقال فاز، میزان انتقال فاز، طول فیبر و ضریب جفت شدگی توری بستگی دارد. در این پایان نامه اثر این پارامترها روی بهره مدی، توان دمش آستانه مد اصلی، اولین مد کناری، توان خروجی و طول موج نوسانی لیزر بصورت تئوری مورد بررسی قرار گرفته است. شبیه سازی بر اساس حل خودسازگار معادله های موج غیرخطی جفت شده که انتشار موج دمش، موج رفت و موج برگشت استوکس و آنتی استوکس را بیان می کنند انجام شده است. مدل ارائه شده شامل اثرات غیرخطی مدولاسیون فاز متقاطع، مدولاسیون خود فازی و ترکیب چهار موج می باشد. در شرایطی که از اثر غیرخطی ترکیب چهار موج صرفنظر شده، برای حل معادلات از روش ماتریس انتقال استفاده شده است. روش ماتریس انتقال روشی سودمند و سریع برای ارزیابی حالت پایدار ساختارهایی است که پارامترهای آن دارای تغییرات طولی هستند. بر عملکرد لیزر در حالتی که اثر غیرخطی ترکیب چهار موج در نظر گرفته شده است، شبیه سازی بر اساس حل خودسازگار دستگاه معادلات موج جفت شده و با استفاده از روش رانگ-کوتای مرتبه چهار انجام شده است.

با استفاده از بهره نوری، تاکنون موجبرهای پلاسمونی کم تلفات به صورت تک فرکانس و در یک طول موج معین بررسی و تحلیل شده و موجبرهای پلاسمونی کم تلفات در یک پهنای باند مشخص معرفی و تحلیل نشده اند. در این رساله، پس از بررسی فعالیت های انجام شده پیرامون موجبرهای پلاسمونی کم تلفات و معرفی روش تحلیل عددی پیشنهادی، موجبرهای پلاسمونی دارای بهره بررسی و شبیه سازی شده و مقدار بهره مورد نیاز برای بدون افت بودن موجبر محاسبه می شود. نتایج شبیه سازی ها نشان می دهد که با تغییر ابعاد هندسی موجبر می توان مقدار بهره مورد نیاز برای انتشار بدون افت موجبر را کنترل نمود. هرچه هم پوشانی فضایی بین مد انتشاری و محیط دارای بهره افزایش یابد، موج منتشره از محیط فعال بیشتر بهره مند شده و مقدار بهره مورد نیاز برای انتشار بدون افت موجبر کاهش می یابد. از سوی دیگر هرچه تمرکز مد انتشاری افزایش یابد، موج منتشره از محیط فعال بهره کمتری برده و مقدار بهره مورد نیاز برای انتشار بدون افت موجبر افزایش می یابد. در موجبرهای پلاسمونی همواره باید مصالحه ای بین تمرکز نوری و مقدار بهره مورد نیاز برای انتشار بدون افت موجبر در نظر گرفته شود. با افزایش فرکانس، تمرکز نوری در موجبر کاهش یافته و مقدار بهره مورد نیاز برای انتشار بدون افت موجبر کاهش می یابد. با استفاده از محیط فعال نقطه کوانتومی و با حل معادله های نرخ و ماکسول می توان مقدار بهره مورد نیاز برای انتشار بدون افت موجبر پلاسمونی فلز-عایق-فلز را به دست آورد. به دلیل یکسان نبودن اندازه نقطه های کوانتومی و ویژگی های دیگر آن ها، نقطه های کوانتومی در گروه های مختلفی بر اساس فرکانس تشدید تراز پایه خود طبقه بندی می شوند. برای هر گروه معادله های نرخ جداگانه ای در نظر گرفته می شود. چگالی حامل ها در کل طول موجبر یکسان نیست. بنابراین طول موجبر به قسمت های معینی تقسیم می شود. در شبیه سازی ها طول موجبر 100 میکرومتر به 40 قسمت تقسیم شده است. در طول هر قسمت چگالی فوتون و حامل ها در هر تراز انرژی ثابت فرض می شود. برای شبیه سازی ناحیه فعال نقطه کوانتومی، شدت نور در ناحیه فعال موجبر با حل معادله های ماکسول محاسبه شده و با استفاده از آن معادله های نرخ با روش رانج-کاتا حل می شوند تا مقدار بهره به دست آید. برای رسیدن به مقدار بهره مورد نیاز برای انتشار بدون افت موجبر از روش تکرار استفاده می شود. با استفاده از معادله ماکسول شدت نور در ناحیه فعال موجبر محاسبه شده و با استفاده از آن معادله های نرخ حل می شود تا مقدار بهره به دست آید. سپس معادله ماکسول با استفاده از مقدار بهره به دست آمده حل شده تا شدت نور جدید محاسبه شود. معادله های نرخ با استفاده از شدت نور جدید حل شده و مقدار بهره جدید به دست می آید. روش تکرار تا زمانی که تغییرات بهره محاسبه شده کمتر از 1 درصد مقدار بهره مرحله قبل شود، ادامه می یابد. موجبرهای پلاسمونی فلز-عایق-فلز و فلز-نیمه‏رسانا-فلز بدون افت کاربرد وسیعی در ایجاد مدارات مجتمع نوری به دلیل طول انتشار زیاد خود دارند.

در این کار سلول های خورشیدی حساس شده با نقاط کوانتومی بر پایه نانوساختارهای اکسیدروی ساخته و آنالیز شده است. اثرات الکترود کاتد و فوتوآند روی بازده و پارامترهای فیزیکی سلول بررسی گردیده است.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

در این پایان نامه مشخصه های نوری(میدان دور و نزدیک)، حرارتی(توزیع دما) و الکتریکی(چگالی حامل) لیزر نیمه هادی تک چاه کوانتومی آرایه ای بصورت دو بعدی مورد بررسی قرار گرفته است. برای تحلیل رفتار لیزر آرایه ای از دو روش تحلیل اَبَرمد و حل دقیق عددی معادلات استفاده شده که تحلیل ابرمد بر اساس تئوری مُد تزویج شده می باشد و توزیع خروجی کل را بر اساس توزیع تک عنصر و اعمال تزویج بین عناصر مجاور و حل معادلات ویژه به ما می دهد. در روش دوم که تحلیل کاملتر و دقیقتری نسبت به تحلیل ابَرمد می باشد از حل عددی معادلات تزویج میدان نوری رفت و برگشت به همراه معادله نرخ حامل و معادله انتشار حرارت بصورت خودسازگار و در نظر گرفتن اثرات غیرخطی ضریب اصلاح خط، ضریب کِر بهره جسته ایم که معادلات تزویج را با روش انتشار پرتو با گسسته سازی تفاضل محدود حل می نمائیم. در این روش اثر عرض نوارهای لیزر و فاصله نوار ها از یکدیگر و همچنین اثر ضریب کِر، ضریب اصلاح خط و اثر حرارت ناحیه فعال لیزر در تابع توزیع میدان نزدیک، میدان دور، توزیع حامل و توزیع حرارتی لیزر بررسی شده است.

در این پروژه با توجه به اهمیت و جایگاه منابع تغذیه پالسی در تکنولوژی امروز، تاریخچه و سیر تکاملی آن بررسی شده و یکی از منابع تغذیه پالسی که قابل کنترل با gto می باشد و از اهمیت ویژه ای برخوردار بوده جهت شبیه سازی کامپیوتری مورد توجه قرار گرفته است . برای شبیه سازی لازم است ، کلیه عناصر تشکیل دهنده بطور کامل شناخته و مدل هر کدام در نرم افزار spice بررسی گردد. بعد از تحقیق مدل صریحی برای قطعه gto وجود نداشته، بنابراین به کمک ساختار فیزیکی و مداری و معادلات ریاضی حاکم بر آن، مدل gto تحت یک زیربرنامه ارائه و در نتیجه منبع تغذیه پالسی با استفاده از زیربرنامه و سایر قابلیتهای نرم افزار spice شبیه سازی شده است . و نتایج حاصل از مدل و شبیه سازی با نتایج بدست آمده در عمل و مراجع موجود قابل قیاس می باشد. امید است مورد استفاده واقع شود.

ادوات مجتمع اپتوالکترونیک ‏‎(optoelectronic integrated device)oeid‎‏ از عناصر بسیار مهم در تکنولوژی مدارات مجتمع نوری بشمار می روند. یک قطعه‏‎oeid‎‏ از مجتمع سازی ادوات اپتیکی و الکترونیکی ساخته می شود بطوریکه این ادوات بدون هیچ واسطه ای با یکدیگر در ارتباط هستند. در این ادوات دراثر برهمکنش بین نور و حاملهای الکتریکی وهمچنین وجود بازخوردهای نوری الکتریکی بین اجزا باعث بوجود آمدن قابلیتهای گوناگون کاری می شود. با توجه به مطرح شدن موضوع پردازش نوری اطلاعات و سیستمهای محاسبه گر نوری از دو دهه قبل توجه بسیار زیادی به ادوات چندمنظوره نوری که قابلیت تقویت کنندگی و سوئیچ را دارند معطوف شده است. ادوات مجتمع اپتوالکترونیک ‏‎oeid‎‏ با داشتن ابعاد کوچک و توان مصرفی بسیار پایین در این راستا بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. تاکنون با استفاده از قطعات افزاره های مختلف نوری چون تقویت کننده ، سوئیچ و دروازه های منطقی نوری طراحی و ساخته شده اند.دراین رساله سعی شده که درابتدا با ارائه یک مدل فیزیکی مناسب و شبیه سازی مبتنی برآن ، رفتار حالت گذرا و دائمی افزاره ‏‎oeid‎‏توام با هم مورد تحلیل و بررسی قرار گیرد.در ادامه ساختار جدید کوانتومی ‏‎oeid‎‏ برای نخستین بار طراحی و پیشنهاد شده است.

با توجه به تزلزل و پایان پذیری درآمدهای ارزی حاصل از صادرات نفتی و عدم امکان برنامه ریزی کارا بر روی این درآمدها، اهمیت تشویق صادرات غیر نفتی و از آن جمله فرش دستباف به عنوان مهم ترین کالای صادراتی غیر نفتی در ایران، روز بروز قوت می یابد. با توجه به اینکه یکی از مهم ترین عوامل قوت و ضعف بازار فرش در داخل و خارج سیاستهای کلان اقتصادی کشور معرفی می گردد، لذا سعی نموده ایم به تاثیر این سیاستها بر صادرات فرش دستباف بپردازیم. در ابتدا عمده موانع و مشکلات موجود در راه صادرات این کالا و علل تحدید درآمدهای ارزی حاصل از این صادرات را تبیین نمودیم. ضمن اینکه سعی شد وضعیت بازار فرش در داخل و خارج کشور با اتکا، بر آمار موجود مشخص و سلایق مختلف خاص هر بازار را معرفی و بازارهای بالقوه ای که همتی برای دستیابی به آنها صورت نگرفته است را مشخص سازیم. پس از آن و در فصول نهایی ضمن تبیین آثار سیاستهای تثبیت و تعدیل اقتصادی در ایران و نتایج اینگونه سیاستها ارزی و پولی را در دوره اعمال سیاستهای تعدیل، افزایش صادرات و اعمال سیاستهای کنترلی، کاهش صادرات را در پی داشته است، ضمن اینکه در سیاستهای تعدیل هر چه اقتصاد بازتر گردد، صادرات فرش را تحت تاثیر قرار داده و از میزان آن می کاهد، افزایش قیمتها نیز در آن قسمت که باعث افزایش هزینه ها گردد، با توجه به فشار هزینه، اثر منفی و آن قسمت که به صورت کاهش ارزش پول جلوه می نماید، اثر مثبت بر صادرات فرش خواهد داشت و در نهایت اینکه رابطه ارزش افزوده فرش و همچنین روند صادرات فرش در دوره گذشته بر صادرات سال جاری، اثر مثبت داشته است.