در این تحقیق، آنتن های شیپوری مخروطی دوتیغه ای با پلاریزاسیون دوگانه با گین بالا و دامنه لب های کناری پایین برای کاربردهای پهن باند استفاده می شود. آنتن های طراحی شده vswr پایینی دارند که برای دو باند 18-8 گیگاهرتز و 18-2 گیگاهرتز کمتر از 5/2 می باشد و گین بالا برای مولفه های افقی و عمودی به طور همزمان بدست می آید. در قسمت باریک شده از امپدانس نمایی و از کابل کواکس به عنوان ورودی و یک محفظه پشتی دایروی برای کاهش vswr استفاده شده است. آنتن طراحی شده در باند 18-8 گیگاهرتز، از دو نرم افزار cst که بر اساس روش انتگرال محدود و hfss که بر المان محدود استوار است، شبیه سازی شده است. نتایج دو شبیه سازی، سازگاری خوبی با یکدیگر دارند. در این تحقیق، از یک پلارایزر 45 درجه استفاده شده است. مزیت این نوع پلارایزر سادگی ساختار آن می باشد. هنگامی که پلارایزر جلوی دهانه آنتن گیرنده قرار می گیرد پلاریزاسیون دوگانه ایجاد می کند بدون آنکه روی مشخصه های آنتن تاثیر بگذارد. پلارایزر 45 درجه به صورت چند لایه ای استفاده می شود که افزایش تعداد لایه های تیغه ها باعث کاهش گین آنتن و افزایش وزن آنها می شود و از طرفی تعداد لایه های بیشتر باعث کاهش vswr می شود. برای ایجاد پلاریزاسیون دوگانه، پهنای تیغه ها، فاصله دو تیغه ی مجاور و ضخامت لایه های دی الکتریک، بهینه سازی شده اند. ماده دی الکتریک استفاده شده در این تحقیق، استیروفوم با استفاده شده است. بهترین نتیجه برای فاصله بین تیغه ها به ازای که طول موج در فرکانس میانی می باشد، بدست آمده است. نتایج شبیه سازی با تئوری کاملا تطابق دارد. نتایج شبیه سازی برای vswr ، الگوهای تشعشعی و گین آنتن های طراحی شده در باند های فرکانسی 18-8 گیگاهرتز و 18-2 گیگاهرتز ارائه و مورد بررسی قرار گرفته است.

امروزه آنتن های میکرواستریپ به خاطر مزایای متنوعشان به طور گسترده در کاربردهای مختلف مخابراتی استفاده می شوند. ساختارهای فرکتالی گونه ای از آنتن های مایکرواستریپ می باشند که با استفاده از خواص تکرار شدن های منظم یا نامنظم در ساختارهای ساده توانایی بدست آوردن خواص متنوعی همچون تلفات برگشتی چند باندی، کوچک شدن آنتن ها ضمن حفظ عملکرد آنها و ... را دارند.این آنتن ها معمولا پهنای باند امپدانسی کمی داشته و لذا روش های متعددی جهت رفع این نقیصه پیشنهاد شده است. از جمله روش هایی که برای بهینه سازی پهنای باند فرکانسی این آنتن ها استفاده می شوند عبارتند از: روش مطالعه پارامتری که مبتنی بر سعی و خطا بوده و دیگری روش بهینه سازی که به علت ارزیابی تابع هدف پیچیده و زمان بر است. در این پروژه هدف بهینه سازی پهنای باند امپدانسی دو نوع آنتن فرکتال میکرواستریپی جدید می باشد.برای انجام این کار از توانایی شبکه های عصبی فازی در تقریب زنی توابع غیرخطی و پیچیده استفاده کرده و مشخصات این دو آنتن فرکتال میکرواستریپ درختی و دایروی برش دار ( شامل تلفات برگشتی و امپدانس ورودی) را به صورت تابعی از پارامترهای آنها مانند ابعاد تخمین می زنیم.برای انجام این کار با استفاده از داده های حاصل از تحلیل چندین آنتن نمونه توسط نرم افزار hfss ، سیستم های استنتاج فازی-عصبی را آموزش می دهیم. فرایند آموزش تا جایی ادامه دارد که پارامترهای حاصل از این روش در مقایسه با نتایج بدست آمده از تحلیل دقیق توسط hfss ، از دقت خوبی برخوردار گردد. در فرایند بهینه سازی با تعریف یک تابع هدف مناسب و بهینه سازی آن با الگوریتم pso ، مقادیر پارامترهای فیزیکی و بهینه شده این دو آنتن فرکتال میکرواستریپی درختی و دایروی برش دارجهت بیشینه کردن پهنای باند بدست آمده است. مقایسه نتایج حاصل از این روش با مقادیر متناظر حاصل از تحلیل پارامتری یا بهینه سازی های متداول در مطالعات قبل، حاکی از دقت روش پیشنهادی است. این روش یک تکنیک قاعده مند جهت بهینه سازی ارائه می دهد که بسیار سریع تر از سایر روش های متداول است. دلیل این کار این است که در روش پیشنهادی برنامه hfss که اجرای آن زمان بر است تنها به دفعات محدود فقط جهت تولید داده های آموزشی بکار می رود و بهینه سازی در محیط نرم افزار matlab با الگوریتم pso و بدون نیاز به اجرای hfss انجام می گیرد.

مدل سازی پوشش های الکترومغناطیس با استفاده از روش تفاضل محدود در حوزه زمان به کوشش آرش رفیعی بروجنی به منظور تطبیق با ساختارهای پراکنده گون، ناهمگن و وابسته به شعاع fdtd در طول این رساله، بهبود روش مطالعه شده است . ساختار مختلف پوشش های نامرئی کننده الکترومغناطیسی استوانه ای توسط این روش تفضل محدود در حوزه زمان پراکنده گون، شبیه سازی شده است و رفتار آنها مورد بررسی قرار گرفته است. در ابتدا مفاهیم پایه ای روش تفاضل محدود در حوزه زمان ارائه شده است . سپس تطب یق پذیری این روش برای مواد پراکنده گون توسط معادلات دیفرانسیل کمکی ارائه شده است . سپس، فرمول بندی این روش برای شبیه سازی ساختارهای نامرئی کننده استوانه ای ارائه گردیده است. در آخر، با استفاده از این روش جدید چند نمونه از ساختار های نامرئی کننده استوانه ای به صورت دو بعدی شبیه سازی شده و عملکرد نامرئی کنندگی آنها بررسی شده است. همچنین، مجموعه پارامترهای جدیدی برای این پوشش های نامرئی کننده در دستگاه مختصات استوانه ای پیشنهاد شده است که نسبت به مدل های ساده شده قبلی عملکرد بهتری دارد . همچنین این مدل ارائه شد ه، قابلیت پیاده سازی بیشتری نسبت به مدل های قدیمی دارد. کلید واژگان: ساختارهای پوششی- روش تفاضل محدود در حوزه زمان- مواد پراکنده کننده

پلاسمون پلاریتون های سطحی (spp)، نوسانات کوانتیزه چگالی بارهایی هستند که در اثر تزویج فوتون ها به الکترون های آزاد فلز در مرز بین فلز با دی الکتریک، ایجاد می شوند. در دهه های اخیر، تحقیقات عملی و تئوری زیادی در زمینه انتقال نور غیر عادی از آرایه ای از حفره های در ابعاد نانو بر روی یک فیلم فلزی و ساختارهای توری فلزی در حد نانو، انجام گرفته است. امروزه استفاده از sppها برای افزایش جذب نور با استفاده از روزنه زیر طول موجی و توری های نانو در ساختارهای فتوولتاییک، بسیار مورد توجه است. آشکارساز نوری فلز-نیمه هادی-فلز (msm-pd)، ساده ترین ساختار آشکارساز است که نسبت به آشکارسازهای نوری pin و apd استاندار، سرعت بسیار بهتری دارد. سرعت پاسخ msm-pdها در حد چند ده پیکوثانیه است. ضمن آنکه msm-pdها، از نظر تکنولوژی ساخت بسیار سازگارتر هستند و علاوه بر سادگی ساخت، می توان به راحتی آن ها را به همراه تقویت کننده هایی از جمله ترانزیستورهای اثر میدانی مجتمع کرد. هر چند که افزایش سرعت msm-pdها به دلیل بازتاب اتصالات فلزی و انتقال نور بسیار کم از میان فضای بسیار کوچک بین اتصالات می باشد لیکن این پدیده ها حساسیت قطعه را به شدت کاهش می-دهد. هدف از این پایان نامه، بررسی و ارائه ساختار جدیدی از msm-pdها بر پایه ساختارهای هایبرید پلاسمونیک، برای افزایش همزمان سرعت و حساسیت قطعه است. برای انجام این تحقیق از روش تفاضل محدود حوزه زمانی (fdtd) برای شبیه سازی نوری قطعه استفاده می شود. نتایج نشان می دهند که در ساختار پیشنهادی، ضریب جذب بیش از 40 برابر نسبت به ساختار با روزنه زیر طول موجی افزایش می یابد. همچنین، شبیه سازی های الکترونیکی نشان می دهند که در راندمان کوانتومی تا 10 برابر، در جریان الکتریکی تا 2 برابر، و در سرعت قطعه بیش از 20 برابر افزایش نسبت به ساختار با روزنه زیر طول موجی وجود دارد.

پردازش سیگنال تمام نوری یکی از مباحث مهم در زمینه سیستم های مخابراتی و محاسباتی محسوب می شود، که با استفاده از آن می توان از مزایا و ظرفیت های پهنای باند زیاد و سرعت بالای این سیستم ها بهره برد. گیت های منطقی تمام نوری یکی از قطعات کلیدی سیستم های پردازش سیگنال نوری هستند که به کمک آنها عملگرهای اساسی این سیستم ها از جمله تطبیق الگو، شناسایی هدر، سوییچینگ و ... قابل پیاده سازی می باشند. در این مقاله ساختار هایی جهت تحقق گیت های منطقی تمام نوری or,and،nor و xor ارایه می گردند که بر مبنای ساختار تداخلگر ماخ-زندر-تقویت کننده نوری بوده و عملیات منطقی مورد نظر را بر روی سه ورودی مجزا انجام می دهند. نتایج شبیه سازی این ساختارها، تطابق عملکرد آنها را با جدول درستی این گیت ها نشان می دهد. قطعه پراهمیت دیگر سیستم های پردازش سیگنال نوری، فلیپ فلاپ تمام نوری می باشد که کاربردهای زیادی از جمله استفاده به عنوان حافظه های نوری دارد. از همین رو ساختاری جهت تحقق فلیپ فلاپ rs تمام نوری بر مبنای ساختار تداخلگر ماخ-زندر-تقویت کننده نوری ارایه شده است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد این فلیپ فلاپ دارای سرعت عملکرد سریع ( زمان گذر کمتر از 20 پیکو ثانیه)، پایداری زیاد، نسبت تمایز بالا ( 30 دسی بل) و انرژی مورد نیاز کم ( در محدوده فمتو ژول) می باشد و مهمتر این که عملکرد آن تقریبا مستقل از سطح توان پالس های ورودی است.

مدل سازی پوشش های الکترومغناطیس با استفاده از روش تفاضل محدود در حوزه زمان به کوشش آرش رفیعی بروجنی به منظور تطبیق با ساختارهای پراکنده گون، ناهمگن و وابسته به شعاع fdtd در طول این رساله، بهبود روش مطالعه شده است . ساختار مختلف پوشش های نامرئی کننده الکترومغناطیسی استوانه ای توسط این روش تفضل محدود در حوزه زمان پراکنده گون، شبیه سازی شده است و رفتار آنها مورد بررسی قرار گرفته است. در ابتدا مفاهیم پایه ای روش تفاضل محدود در حوزه زمان ارائه شده است . سپس تطب یق پذیری این روش برای مواد پراکنده گون توسط معادلات دیفرانسیل کمکی ارائه شده است . سپس، فرمول بندی این روش برای شبیه سازی ساختارهای نامرئی کننده استوانه ای ارائه گردیده است. در آخر، با استفاده از این روش جدید چند نمونه از ساختار های نامرئی کننده استوانه ای به صورت دو بعدی شبیه سازی شده و عملکرد نامرئی کنندگی آنها بررسی شده است. همچنین، مجموعه پارامترهای جدیدی برای این پوشش های نامرئی کننده در دستگاه مختصات استوانه ای پیشنهاد شده است که نسبت به مدل های ساده شده قبلی عملکرد بهتری دارد . همچنین این مدل ارائه شد ه، قابلیت پیاده سازی بیشتری نسبت به مدل های قدیمی دارد. کلید واژگان: ساختارهای پوششی- روش تفاضل محدود در حوزه زمان- مواد پراکنده کننده

هدف این پایان نامه کوپل نور بین لایه های تخت موجبری جهت ساخت اتصالات نوری مجتمع بود.موادی که جهت پیاده سازی این ساختار مجتمع نوری مورد استفاده قرار گرفت پلیمر های آزو بودند که این موادبه علت ارزان بودن، سهولت روش ساخت،دو شکستی بودن و غیره... قابلیت ساخت انواع ادوات مدار مجتمع نوری را دارا می باشند . یکی از این ادوات توری های نوری می باشند که کاربرد گسترده ای در بحث کوپلر های نوری دارند. از میان انواع این توری ها، توری های حجمی براگ با توجه به بازدهی بالایی که دارند به عنوان کاندیدای اصلی جهت ساخت این نوع کوپلرها انتخاب گردید. ساختن این توری ها بر روی پلیمرهای آزو بر مبنای تشکیل الگوی تداخلی دو بیم همدوس لیزر با طول موج 532 نانومتر صورت می گرفت.به علت ساخت آسانتر ، ابتدا فرم افقی توری های مورب را ساختیم و به بررسی رفتار این ساختار پرداختیم که منجر به ساخت یک مولتی پلکسر مجتمع نوری گردید.بعد از آن به سه روش 1- کج کردن فیلم 2- آینه های ناهمگون3-ایجاد توری خارج از محور تقارن چیدمان به ساخت توری های مورب عمودی پرداختیم. سپس با روش های بررسی پاسخ فرکانسی، به تست ساختار های ایجاد شده پرداختیم. بعلاوه بوسیله روش های مشاهده مستقیم وmoving grating به بررسی چگونگی تغییرات مکانی ضریب شکست توری های مورب عمودی جهت درک بهتر عملکرد آن ها پرداختیم.

در این رساله به شبیه سازی پوشش های الکترو مغناطیسی پرداخته ایم. این پوشش ها برای نامرئی کردن الکترومغناطیسی اجسام در فرکانس های مختلف استفاده می شوند، لذا با توجه به عملکرد و ساختار این پوشش ها از روش عددی مناسب به منظور مطالعه این پوشش ها استفاده شده است. با توجه به ماهیت نامتقارن بودن و ناهمسانگرد بودن و پراکنده ساز بودن اجزا تشکیل دهنده این پوشش ها تغییراتی اساسی در روش تفاضل محدود در حوزه زمان اعمال شده است تا بتواند به درستی این ساختار ها را شبیه سازی کند.

در این پایان نامه سوئیچ های نوری پهن باند بر پایه تزویجگر هایبرید پلاسمونیک و تداخلگر ماخ-زندر ارایه شده است.

فیلترهای متامتریالی که بر روی تکنولوژی های مایکرواستریپ و موجبر هم صفحه (cpw) ایجاد می شوند می توانند هم دارای پاسخ فرکانسی خوب و هم دارای ابعاد کوچک به طور هم زمان باشند. با استفاده از ساختارهای تشدیدی متامتریال ها، به دلیل انتخاب کنندگی فرکانس، می توانند هم پهنای باند باریک و هم صفر انتقال در فرکانس های مطلوب ایجاد کنند. همچنین با استفاده از ساختارهای غیرتشدیدی که اصطلاحاً crlh نامیده می شوند می توان به پهنای باند وسیع دست یافت. این ساختارهای غیرتشدیدی نیز می توانند با المان های تشدیدی ترکیب شده و پاسخ مناسب ایجاد کنند