ترکیبات مختلف تشدیدگرهای میکروحلقه، از جمله عناصر کار آمد و مهم در مدارهای مجتمع نوری به شمار می روند. ترکیبی که در این پایان نامه تحت عنوان scissor یک کاناله بررسی می شود، از تشدیدگرهای میکروحلقه ای تشکیل یافته است که علاوه بر اینکه به طور موازی با موجبر مستقیم جفت شده اند، جفت شدگی بین خود حلقه ها هم قابل ملاحظه است. روش های بهبود این تقویت کننده مورد بحث قرار داده شده و در نهایت با توجه به اینکه حضور پلاسمون باعث تقویت میدان می شود و در اثر آن، اثرات غیر خطی نور مثل پراکندگی رامان بهتر خود را نشان می دهند، قصد داریم چگالی بهینه را برای نانوذرات طلا که باعث ایجاد پلاسمون می شوند را برای بیشترین بهره رامان به دست آوریم.

تقویت کننده نور بر روی مدارهای مجتمع نوری یکی از اساسی ترین اجزای این مدارها هستند. یکی از تقویت کننده های نوری، تقویت کننده رامان سیلیکونی است. به دلیل غیر خطی بودن اثر رامان، با افزایش شدت میدان، بهره مربوطه را می توان افزایش داد. هر پدیده ای از قبیل حضور پلاسمون که باعث افزایش میدان در داخل تقویت کننده شود، ضریب تقویت رامان را زیاد می کند. در این پایان نامه قصد داریم با توزیع تصادفی نانوذرات طلا در هسته فیبر نوری، میزان افزایش بهره را محاسبه کرده و یک چگالی بهینه از نانوذرات برای ماکزیمم افزایش بهره به دست آوریم.

نرخ انتقال بین باندی و باز ترکیب سطحی حامل ها در نقاط کوانتومی، به عنوان دو پارامتر موثر برای بهینه سازی فوتو جریان و بازدهی سلول های خورشیدی باند میانی بطور کلاسیک مورد مطالعه قرار گرفته اند. فرمول سازی برای این نرخ ها نشان می دهد که آن ها به طول عمر باز ترکیب حامل ها وابسته اند. این وابستگی می تواند نقش باز ترکیبی یا مراکز تولیدی را به نقاط کوانتومی بدهد. ما این نرخ ها را برای دو مقدار متفاوت طول عمر باز ترکیب محاسبه کرده ایم. چنین استنباط می کنیم که برای طول عمر طولانی تر، نقاط کوانتومی به عنوان مراکز تولید حامل عمل می کنند و فوتو جریان و بازدهی سلول خورشیدی را بهبود می بخشند و نشان داده شده است که یک تعداد بهینه برای لایه های نقاط کوانتومی انباشته برای مشارکت در ناحیه میانی به منظور تولید حداکثر فوتو جریان وجود دارد. همچنین خصوصیات j-v و بازدهی به عنوان تابعی از ضخامت ناحیه فعال سلول های خورشیدی نوار میانی محاسبه شده است. ما در ادامه این پایان نامه ماکزیمم نقطه بازده سه سلول مختلف را که از مواد مشهوری ساخته شده اند را مقایسه کردیم. هر سلول شامل یک اندازه مختلف از نقطه کوانتومی در ناحیه میانی است که موجب ایجاد ترازهای باند میانی مختلفی در شکاف باند نیمه رسانای میزبان می شود. به اضافه، اشاره شده که با افزایش شدت نور برخورد در محدوده تابش، ماکزیمم بازدهی نیز افزایش می یابد.

امروزه نیمه هادی های آلی کاربرد های زیادی در زمینه های مختلف دارند. از جمله این کاربرد ها می توان به ساخت ادوات الکترواپتیکی دیود های نوری آلی و ترانزیستور های صفحه نازک آلی با استفاده از این مواد در صنعت الکترونیک پلیمری اشاره کرد. روش های مختلفی برای ساخت این ادوات الکترواپتیکی وجود دارد که از جمله آن ها می توان به spin-coating، ovpd، لایه نشانی در فاز بخار و چاپ جوهر افشان اشاره کرد. در روش تجربی جدیدی که اخیراً برای ساخت این ادوات ارائه شده است، از خصوصیات دمای ذوب، دمای واجذبی و تشدید پلاسمونی نانوذرات طلا که در محلول پلیمری قرار دارند، استفاده می شود. در این روش با تاباندن لیزر پالسی با طول موج حدود 530 نانومتر به محلول نانوذرات طلا، این نانوذرات ذوب می شوند و در نهایت باعث ذوب شدن و لایه نشانی پلیمری که زیر محلول نانوذرات قرار دارد، روی زیر لایه می شود. از این روش لایه نشانی برای ایجاد لایه های پلیمری ادوات oled و ofet استفاده می شود. در این پایان نامه یک مدل ریاضی برای این روش تجربی ارائه شده که در آن رفتار حرارتی نانوذرات طلای قرار داده شده در محلول پلیمر در طی فرایند لایه نشانی، که در برهم کنش با لیزر پالسی قرار گرفته اند مورد بررسی قرار گرفته است و نتایج آن شرح داده شده است.

میکروکره، تشدیدگری از جنس شیشه، پلیمر یا سرامیک، با شعاعی از مرتبه ده میکرون (?m1000- ?m1) است که نور را به طور فضایی و زمانی محبوس می کند. با استفاده از میکروکره ها، به علت فاکتور کیفیت بالا تا مرتبه 1011، حسگر های بیولوژیکی فوق حساس بر اساس تئوری اختلال طراحی و ساخته شده اند. با قرار گرفتن بیو -مولکول روی سطح میکروکره و قطبیده شدن آن توسط میدان الکترومغناطیسی محو شونده خارج از سطح میکروکره، فرکانس تشدید میکروکره جا به جا شده که با استفاده از روابط حاکم بر تئوری اختلال، اندازه و جرم بیو مولکول قابل محاسبه می باشد. با انباشته شدن میدان درون میکروکره زمینه برای ایجاد اثرات غیرخطی با توان آستانه پایین مثل پراکندگی رامان برانگیخته فراهم می شود. در دو دهه اخیر روش های اپتیکی از جمله اسپکتروسکوپی رامان کاربرد زیادی در طراحی و ساخت حسگرهای بیولوژیکی و شیمیایی در زمینه شناسایی مولکول ها پیدا کرده است. اما از آن جایی که سطح مقطع پراکندگی رامان از مرتبه 30-10 می باشد و سیگنال پراکنده شده رامان خیلی ضعیف می باشد، با استفاده از طیف سنجی رامان قادر به آشکارسازی بیو مولکولی با غلظت کم در خون نخواهیم بود. برای رسیدن به این هدف، استفاده از روش پراکندگی رامان تقویت شده سطحی (sers) با زیر لایه های طلا و نقره به منظور بالا بردن سطح مقطع پراکندگی رامان و در نتیجه تقویت سیگنال رامان تا مرتبه 1014 که منجر به بالا رفتن حساسیت سیستم می شود، پیشنهاد شده است.

لیزر آنژیوپلاستی روش نوینی است که مشابهت فراوانی با بالون آنژیوپلاستی دارد و می تواند کاستی ها در روش های درمانی کنونی را برطرف کند. در این روش مجموعه ای فیبرهای اپتیکی انعطاف پذیر جایگزین کاتتر شده و پالس های فرابنفشی که به نوک کاتتر منتقل می شوند، پلاک های رسوب کرده را تبخیر و مسیر را باز می کنند. چندین مطالعه میزان بازگرفتگی پس از لیزر آنژیوپلاستی در طول موج کوتاه را بیشتر از به بالون آنژیوپلاستی گزارش کرده اند. در این پژوهش، آستانه شدت و شاریدگی ایجاد پلاسما در بافت پلاک برای طول موج ها و عرض پالس های مختلف تعیین و سپس این مقادیر با شاریدگی های معمول در لیزر آنژیوپلاستی با طول موج های کوتاه مقایسه می شود. میزان افزایش دما در هنگام فروریزش اپتیکی برای محدوه وسیعی از عرض پالس ها با صحت قابل قبول آرایه شد. منظور تعیین نرخ تکرار مناسب، معادله پخش گرما در مختصات استوانه ای حل شد. نتایج نشان داد نرخ تکرار مناسب کمتر از hz 500 است.

پیشرفت های گسترده در توسعه ی سیستم های لیزری شدت بالا، توانایی ما را به مطالعه ی برهم کنش های نور–ماده در حوزه ی نسبیتی امکان پذیر می سازد. که الکترون های پلاسما در این فرایندها تا سرعت هایی نزدیک به سرعت نور شتاب می گیرند.این برهم کنش ها ما را قادر می سازد که دسته پرتوهای الکترونی انرژی بالا که درخشایی بالا و پهن شدگی انرژی و زاویه-ای بسیار کم تری دارند، تولید کنیم. علاوه بر آن اندازه و هزینه ی این لیزرهای شدت بالا، بسیار پایین می باشد. در این کار برهم کنش الکترون های نسبیتی بدست آمده از برهم کنش لیزر–پلاسما، با هدف های جامد با شکل و ضخامت های مختلف توسط شبیه سازی mcnp4c انجام شد. نتایج نشان می دهد که مخروط های جامد با ارتفاع مناسب و زاویه ی رأس کم تر مشخصه ی پرتو x بالایی می توانند تولید کنند. واین شار مشخصه یبالا کاربردهای بسیاری از قبیل عکسبرداری های سریع و دقیق، مشخصه یابی مواد، شیمی و محافظت های امنیتی دارد.

سلول های خورشیدی رنگ دانه ای، نسل سوم سلول های خورشیدی می باشند که ساختارآن ها متشکل از رنگدانه، اکسید نیمه رسانا، الکترولیت اکسایشی-کاهشی و کاتالیزور می باشد. در یک سلول خورشیدی رنگ دانه ای با عملکرد مناسب به طور کلی از tio2 به عنوان اکسید نیمه رسانا، i-/i3- به عنوان الکترولیت اکسایشی-کاهشی، رنگ دانه ای بر اساس روتانیم و پلاتین به عنوان کاتالیزور استفاده می شود. اساس عملکرد به این گونه است که رنگ دانه با جذب نور خورشید برانگیخته شده و الکترون خود را به اکسید نیمه رسانا تزریق می کند. سپس رنگدانه با گرفتن الکترون از یدید باز تولید می شود و تری یدید را تشکیل می دهد وتری یدید نیز با گرفتن الکترون از پلاتین تبدیل به یدید می شود. عملکرد سلول های خورشیدی رنگ دانه ای بسیار به ضخامت لایه ی tio2 وابسته است. در این تحقیق به بررسی وابستگی عملکرد سلول های خورشیدی رنگ دانه ای به ضخامت tio2 پرداختیم. با افزایش ضخامت فیلم tio2 تا m??20 چگالی جریان این سلول ها به طور خطی افزایش و به ازای ضخامت های بزرگ تر m?? 20 کاهش می یابد. ولتاژ دو سر این سلول و با افزایش ضخامت، شروع به کاهش می کند.

در لیزرهای معمولی، کاواک نوری که فوتون ها را محبوس می کند، ویژگی های اساسی مدهای لیزر مثل طول موج، الگوی پخش، جهت و پلاریزاسیون آن ها را تعیین می کند. اما در لیزرهای تصادفی که بدون آینه و کاواک از پیش تعیین شده می باشند، نور درون ماده بی نظم از طریق پراکندگی متعدد محبوس می شود. غیرخطی بودن می تواند انتقال نور در ماده بی نظم را تقویت کند. اثرات غیرخطی در لیزرهای تصادفی برجسته است، به این دلیل که محدودیت فضایی مدهای لیزر در شدت بالای لیزر اتفاق می افتد. در این پایان نامه اثر غیرخطی کر بر جایگزیدگی نور در سیستم تصادفی بررسی شده است. شبیه سازی عددی بر اساس روش مستقل از زمان ماتریس انتقال، نشان می دهد که اثرغیرخطی کر با ضریب کر مثبت می تواند جایگزیدگی نور در سیستم بی نظم را بهبود بخشد و شدت در کاواک ها به دلیل اثر خود-کانونگی نور که ناشی از تغییرات ضریب شکست در ماده کر می-باشد، افزایش می یابد. این افزایش شدت در کاواک هایی که نور در آن ها جایگزیده شده، به نسبت دیگر کاواک ها برجسته تر است.

فیبرهای شبه بلور فوتونی همانند فیبرهای بلور فوتونی دارای ویژگی های بسیار جالبی از جمله تک مد بودن به طور بینهایت، پاشندگی فوق مسطح و دو شکستی بالا هستند. با توجه به وابسته بودن غلاف آن ها به طول موج و قابلیت دست کاری حفره های هوا در غلاف میتوان ویژگی های فیزیکی را بهبود بخشید. اخیراً به دلیل وجود ساختار جالب و مشاهده ی ویژگیهای فیزیکی بهبود یافته در فیبرهای شبه بلور فوتونی نسبت به فیبرهای بلور فوتونی و کاربرد آنها در سیستم های مخابراتی مورد مطالعه قرار گرفته اند. ما ویژگی های این فیبرها همچون دوشکستی و پارامتر v ناحیه ی تک مد را محاسبه کرده و نهایتاً محدوده ی تک مد بودن و چند مدی را به خوبی نشان داده ایم. با توجه به اهمیت پارامتر دوشکستی در کاربردهای مختلف از جمله فیبرهای نگهدارنده ی قطبش و اینکه فیبر شبه بلور فوتونی 8 و 10 _گانه بصورت ذاتی دارای دوشکستی بسیار پایینی و در حد صفر می باشد، ما دو ساختار متفاوت اصلاح شده از این دو فیبر را پیشنهاد کرده و با بهینه کردن تمام پارامترهای مرتبط با سطح مقطع فیبرها، ویژگی دوشکستی را محاسبه و نمودار آنرا ترسیم کرده ایم.

چکیده مطالعه کتاب طبیعت و پی بردن به داستان اسرار آمیز آن به اندازه فکر بشر قدمت دارد. از سال 2008 میلاد ی تا کنون، آزمایشات تجربی در اتاقک ابر و جو آزاد با استفاده از لیزر فمتو ثانیه صورت گرفته است. مشاهدات حاکی از این است که لیزر تغلیظ آب در جو را تحریک می کند. لیزر، ابزار جدید ی را برای درک فرایند های تشکیل هسته در ابر ها، از راه دور در اختیار ما قرار می-دهد. در این پایان نامه مطالبی را درباره انتشار غیر خطی لیزر فمتو ثانیه در جو و شیمی فیزیک تشکیل ذره ابر قبل از اعمال لیزر و پس از آن بیان شد. آزمایشاتی را که تاکنون در این زمینه در سراسر دنیا انجام شده و نتایج آن ها نیز بیان شد. سپس محتمل ترین مکانیسمی که بعد از اعمال لیزر، به طور موثر تری منجر به تشکیل هسته می شود را پیش بینی کرده و با شبیه سازی این مکانیسم، با استفاده از نرم افزار آهنگ تغییرات غلظت مواد تولید شده را وابسته به پارامتر های لیزر بدست آورده شد. نتایج حاصل از شبیه سازی با نتایج تجربی مقایسه شده است. نتایج تجربی حاکی از این است که غلظت hno3 در رشته ها تا چند ppm افزایش می یابد. از طریق شبیه سازی مشخص شد که غلظت hno3 تا محدوده mol/m315-10 افزایش می یابد.در ادامه راجع به علت تفاوت نتایج تجربی با نتایج حاصل از شبیه سازی، معایب مکانیسم و راه های پیشنهاد ی برای رفع آن ها مطالبی ارائه شد.

مِتا مواد، بعضی مواد ساخت دست بشر هستند که در طبیعت وجود ندارند. آن ها خواص جالب بسیاری دارند. مهم ترین ویژگی این ساختارها ضریب شکست منفی آن ها است. این ساختارها متشکل از متا اتم ها یا متا مولکول هایی می باشند که باعث ایجاد گشتاور های دوقطبی شده و در حالت ماکروسکوپی موجب تغییراتی در پذیرفتاری مغناطیسی می گردند. این میکروساختارها بسیار بزرگ تر از اتم ها و مولکول های واقعی هستند. تمامی ساختارهایی که تاکنون ساخته شده اند رفتاری شبیه مدارهای شامل القاگر و خازن از خود نشان داده اند، بنابراین ما در پهنای پاسخ فرکانسی دچار محدودیت خواهیم بود. تاکنون ساختارهای متنوعی از متا مواد طراحی شده است. یک مشخصه معمول کلیه تشدیدکننده های حلقه ای شکافدار (srrs) که تاکنون برای تحقق متا مواد مورد استفاده قرار گرفته اند، این است که برای ایجاد خواص چَپگرد باید با آرایه ای از میله ها ترکیب شوند. در این پایان نامه ساختارهای s ـ شکل را درنظر می گیریم. در این ساختار بدون نیاز به اضافه کردن میله ها، هردو پاسخ تشدید الکتریکی و تشدید مغناطیسی در محدوده فرکانسی یکسان ایجاد خواهند شد. از اینرو به طور هم زمان نفوذپذیری الکتریکی منفی و نفوذپذیری مغناطیسی منفی تحقق خواهند یافت و این یعنی یک متا ماده چپ ـ دستی. در این مطالعه با تجزیه و تحلیل مدار معادل ساختار، بررسی خواهیم کرد که چگونه ضریب جفت شدگی و اتلاف می-توانند برروی پهنای باند تشدید و جابجایی فرکانس تشدید نقش داشته باشند.