چکیده: مشتری بزرگترین سیاره ی منظومه ی شمسی است که به واسطه ی وجود میدان های مغناطیسی قوی موجود در اطراف آن، پس از خورشید و ماه، از قوی ترین منابع تولید امواج رادیوئی در منظومه به شمار می رود. بنابراین، علاوه بر مطالعه ی این سیاره از پنجره های اپتیکی، اشعه x، مادون قرمز و گاما می توان به بررسی سیاره و محیط اطراف آن در باند رادیوئی نیز پرداخت. این سیاره در طول موج های مختلف رادیوئی تابش گسیل می کند که در محدوده های دکامتری (dam) و دسی متری (dim) مورد مطالعه قرار گرفته است. امواج رادیوئی بر اساس مکانیزم های مختلفی تولید می گردند که عمده گسیل رادیوئی مشتری، بر مبنای تابش سیکلوترونی و سینکروترونی (که از حرکت مارپیچ الکترون ها در امتداد خطوط میدان مغناطیسی به وجود می آیند) انجام می شود. با بررسی تغییرات بلندبرد تابش دسی متری سیاره ی مشتری، تابش های دکامتری و بررسی شارهای الکترونی در باند رادیوئی، می توان برخی عوامل موثر بر این داده های رادیوئی را دریافت. تغییرات بلند برد تابش سینکروترونی سیاره ی مشتری، به علت تأثیر باد های خورشیدی بر آن، رخ می دهد. میدان های مغناطیسی موجود در مگنتوسفر مشتری منجر به تأخیری چند ماهه در اثرگذاری باد خورشیدی، بر تابش های رادیوئی دسی متری این سیاره می گردند. قمر ها و ذرات و غبار های موجود در مدار قمر ها و حلقه ی اصلی، در اطراف مشتری منجر به ایجاد اتلاف هائی در شارهای الکترونی دریافتی از این سیاره می گردند. تابش های دکامتری ناشی از قمر آیو نیز، وابسته به موقعیت این قمر نسبت به ناظر زمینی تغییر می کنند. به نظر می رسد که تغییرات تابش های دکامتری مشتری نه به فاصله قمر آیو از زمین بلکه به فعالیت های آتشفشانی آیو مربوط باشد. بنابراین قمر آیو هم اثر افزایشی و هم اثر کاهشی بر داده های رادیوئی مشتری دارد. اثر کاهشی این قمر بر الکترون های موجود در اطراف مشتری است؛ به نحوی که شار این الکنرون ها در مکان مدار آیو کاهش می یابد. از سوی دیگر آیو با آزاد کردن یون ها در میدان مغناطیسی مشتری موجب افزایش گسیل تابش های دکامتری از این سیاره می گردد. قطعات دنباله دار شومیکرلوی9 (sl9) نیز در طول یک برخورد شش روزه در سال 1994، تغییراتی در این سیاره و تابش های رادیوئی آن ایجاد کردند.

فن آوری پرتوهای الکترونی کاربرد گسترده ای در تحقیقات علمی و صنایع مختلف دارد، از طیف سنج های الکترونی و میکروسکوپ های الکترونی گرفته تا استفاده های کارگاهی مانند جوشکاری، دریل کاری، برشکاری و غیره. با بکارگیری سامانه های اپتیک الکترونی می توان به الکترون ها شتاب داده و آن ها را در یک نقطه کوچک متمرکز نمود. اگر اینچنین پرتویی با چگالی توان بالا به ماده جامد برخورد کند، می تواند پیوند های ماده را در هم ریخته و باعث ذوب شدن آن بشود.به این وسیله می توان دو قطعه فلزی را به هم جوش داد. براین اساس می-توانیم از پرتوهای الکترونی در صنعت جوشکاری استفاده نماییم. در این پایان نامه گزارشی از طراحی و ساخت یک تفنگ الکترونی ارائه شده است. این تفنگ از یک منبع الکترونی ترمویونیکی به همراه سامانه های اپتیک الکترونی شامل لنزهای الکتروستاتیکی ضروری برای شتاب دادن به الکترون ها تشکیل شده است. یک لنز متمرکز کننده مغناطیسی نیز برای متمرکز کردن پرتو الکترونی و بهبود چگالی توان مورد استفاده قرار گرفته است. از یک سیم تنگستن به قطر 3/0 میلیمتر و به شکل نوک تیز خم شده به عنوان کاتد استفاده نمودیم. نتایج حاصل از اندازه گیری های مستقیم در این پروژه نشان دهنده تولید یک پرتو الکترونی با جریان پرتو نهایی 212 میلی آمپر و شعاعی حدود 5/1 میلیمتر می باشد.

در این پایان نامه، معادله گرمای وابسته به زمان برای قطعه فلزی تحت جوشکاری با پرتو الکترونی حل شد و توزیع دمای قطعه کار در شرایط سرمایش مختلف به دست آمد. معادله گرما در مختصات استوانه ای حل شد و شرایط مرزی همرفت و تابش به ترتیب متناظر با محیط های جوشکاری در محیط بدون خلأ و در محیط خلأ به کار رفت. چگالی چشمه تولید گرما که توسط الکترون ها در حجم قطعه ی کار تولید می شود، از کار لو و همکارانش گرفته شده که در آن، توزیع در صفحه عمود بر جهت انتشار پرتو به صورت گاوسی و در جهت انتشار به صورت یک تابع نمایی است [ y. luo, j. liu, and h. ye, “an analytical model and tomographic calculation of vacuum electron beam welding heat source,” vacuum 84, 857-863 (2010)]. در شرایط بدون خلأ، مکانیسم اصلی سرمایش جریانات همرفتی هستند. برای این حالت یک جواب تحلیلی برای توزیع دما برحسب مختصات استوانه ای r و z و زمان t به دست آمد. شرط مرزی تابش که در محیط خلأ موثرترین مکانیسم سرمایش است، مانع از حل تحلیلی معادله گرما می شود، زیرا معادله را غیرخطی میکند. برای این کار از نرم افزار comsol multiphysics استفاده کرده ایم که به روش عناصر محدود معادلات را حل می کند. همچنین با توجه به اینکه در عمل، سطح قطعه جوشکاری بسیار بزرگتر از شعاع پرتو الکترونی، ، است، محاسبات در یک شعاع که شرط برقرار است، انجام شدند. روی این مرز، شرط عایق حرارتی استفاده شده است. نتایج نشان میدهند که هرچه جریان پرتو بیشتر و اندازه لکه کوچکتر باشد، دمای قطعه کار بیشتر است. دما به مکان تمرکز پرتو نیز بستگی دارد. به این ترتیب که هرچه مکان تمرکز به سطح قطعه کار نزدیکتر باشد، دمای قطعه کار بیشتر خواهد بود. از طرفی میتوان نتیجه گرفت که پارامترهای مختلف در هر دو محیط به یک شکل تأثیر میگذارند، با این تفاوت که دما در محیط خلأ بالاتر از محیط بدون خلأ است. نتایج برای پیش بینی دمای قطعه کار تا رسیدن به دمای ذوب اعتبار دارند. روابط تحلیلی، طراحان را در پیش بینی دما بر اساس پارامترهای پرتو و فلز، یاری می رساند.

لیرز حالت جامد ، لیزری است که در آن ماده فعال - بلور یا شیشه ای شفاف است که در آن مقدار کمی فلز واسطه آلاییده شده است. این مواد خط طیفی فلوئورسانس تیزی دارند. ماده فعال تحت بر انگیختگی اپتیکی قوی به منزله یک نوسانگر یا تقویت کننده در طول موج فلورسانس عمل می کند. در حال حاضر کاربردی ترین لیزر حالت جامد که برای پردازش و ماشین کاری مواد به کار می رود، لیزر nd:yag است. این کریستال، سنگ آلومینیوم ایتریوم است که به آن 1/0 تا 1 درصد یون نئودمیوم سه بار مثبت آلاییده می شود. بلور میزبان yag سخت است، کیفیت اپتیکی خوب و ضریب هدایت گرمایی بالایی دارد. این لیزر پهنای خط باریک، بهره بالا و آستانه لیزری پایینی دارد. این لیزر یک لیزر چهار ترازی است که می توان آن را به وسیله لامپ درخش یا لیزرهای دیودی دمید. بازده لیزرهای دمیده شده با دیود بین 10 تا 15 درصد است، که نسبت به لامپ های درخش که بین 2 تا 3 درصد است بیشتر است. طول موج گسیلی این لیزر 06/1 میکرون و گاهی 32/1 میکرون است. دمش توسط لیزرهای دیودی به دو صورت انجام می شود: دمش از انتها و دمش از کنار . چون در دمش از انتها مرکز میله لیزری دمیده می شود، امکان برانگیختن پایین ترین مدهای عرضی وجود دارد و خروجی، مودهای کمتری دارد. در دمش از کنار چون تمام میله لیزری تحت دمش قرار می گیرد، ده ها مد برانگیخته می شود. دمش لیزرها به هر روش، فرآیندی است که عموماً با تولید گرما همراه است. در دمش از انتها تمرکز دمش در منطقه کوچکی اطراف محور کریستال منجر به تولید گرما می شود. در نتیجه اختلاف دمای مرکز کریستال با سطح بیشتر از سایر قسمت ها است. باتوجه به اینکه تابش فلورسانس مکانیسم اصلی تبدیل پرتوی دمش با طول موج کوتاه به پرتوی لیزر با طول موج بیشتر است، حداقل هفت مکانیسم را می توان نام برد که مسئول تولید گرما در این محیط ها هستند: بازده کوانتومی کمتر از واحد تراز دمش، ناکارآمدی کوانتومی بین تراز دمش و تراز نیمه پایدار، بازده کوانتومی کمتر از واحد تراز نیمه پایدار، فروکش تراکمی ، انتقال بالا سوی انرژی ، گرمای همراه با فرآیند فلورسانس و گرمای همراه با گسیل القایی [1]. سهم تولید گرما مربوط به هر فرآیند، در مواد مختلف، متفاوت است و گاهی اوقات می توان از برخی صرف نظر کرد. هفت مکانیسم تولید گرما در لیزر حالت جامد در فصل دوم شرح داده می شوند. گرمای تولید شده در مرکز کریستال برای رسیدن به تعادل گرمایی با محیط اطراف خود از طریق رسانش به سمت مرزهای خنک تر حرکت کرده و از آنجا از طریق همرفت و تابش به محیط منتقل می شود. به این ترتیب یک توزیع نایکنواخت دما در کریستال ایجاد می شود. کاواک لیزر، پرتوهای زیادی با توزیع عرضی گاوسی تولید و منتشر می کند که پایین ترین مد آن tem00 است. عامل کیفیت یا عامل برای پرتو گاوسی برابر یک است. خروجی واقعی لیزرها کاملاً با پرتوی گاوسی نظری تطابق ندارد و برای یک پرتوی واقعی عامل کیفیت بیشتر از واحد است. عوامل مختلفی از جمله اجزای نوری با کیفیت پایین، ابیراهی کروی اینه ها، پراش، روزنه ها، بازتاب یا عدم تطابق منطقه موثر و منطقه ای از کریستال که پمپ می شود، می تواند باعث کاهش عامل کیفیت پرتوی لیزری و افزایش فاکتور شود. علاوه بر تمام این عوامل موثر بر کیفیت پرتوهای خروجی لیزر، گرمای تولید شده در کریستال های لیزری به خصوص در لیزرهای با توان بالا نیز بر فاکتور کیفیت پرتو تأثیر دارد. گرمای تولید شده در محیط های فعال اثراتی را روی کریستال لیزری به جای می گذارد که به آنها اشاره می کنیم. اگر افزایش دما باعث ذوب کریستال نشود، قطعاً راندمان لیزر را کاهش می دهد. باتوجه به اینکه دما در مرکز کریستال بالاتر است، یک شیب دمایی در کریستال ایجاد می شود که اولین اثر آن پاشندگی گرمایی است. این اثر روی همسانگردی کریستال تأثیری ندارد و به صورت بیان می شود. یکی دیگر از اثرات گرمایی انحنای سطوح کریستال است که گاهی اوقات اثر انتها نیز نامیده می شود. اثر پاشندگی گرمایی به همراه اثر انتها که از مولفه طولی تنش نشأت می گیرد، باعث القای اختلاف فاز بین پرتوهای عبوری روی محور کریستال و پرتوهای عبوری از سایر فواصل می شوند. در محیط های کریستالی جامد، پاشندگی گرمایی شبیه به یک عدسی محدب عمل می کند. اثر انتها در مواردی که انتهای کریستال لایه نشانی شده باشد مثل یک آینه و در غیراینصورت مثل عدسی محدب عمل می کند. اما به دلیل اینکه این عدسی ها و اختلاف فازهای ایجاد شده برای دمش های واقعی کروی نیستند، این اثرات به سادگی با عدسی های کروی معمولی جبران نمی شوند. از دیگر اثرات گرما در کریستال، می توان به افزایش طول یا انبساط برخی قسمت ها در اثر افزایش دما نام برد. این اثر باعث ایجاد کرنش، ، می شود. به دنبال این اثر حرارتی، که از طرف قسمت های خنک تر به قسمت های گرمتر در حال انبساط وارد می شود، تنش هایی القاء می شود. (مثلاً در جهتی که از انبساط قسمت های گرم تر جلوگیری کند). با ایجاد این تنش های فشاری و کششی در کریستال، دو شکستی در کریستال القاء می شود که اثر مستقیم تنش و کرنش گرمایی است. این اثر برخلاف اثر پاشندگی، یک کریستال همسانگرد مثل nd:yag را به کریستال ناهمسانگردی تبدیل می کند که مولفه های ضریب شکستش در راستاهای مختلف با هم متفاوت اند. این اثر همچنین در کریستال های ناهمسانگرد، باعث تغییر قدرت دو شکستی می شود. از اثرات دو شکستی، واقطبیدگی پرتوهای قطبیده خطی خارج شده از لیزر است. اهمیت این موضوع زمانی آشکار می شود، که هدف از طراحی لیزر تولید یک پرتوی قطبیده پرتوان باشد. هرکدام از موارد ذکر شده، باعث اعمال اثراتی روی پرتوی لیزر می شود. تمام این اثرات گرمایی در کریستال، باعث کاهش کیفیت پرتوی گاوسی خروجی و اعوجاج جبهه موج می شود. برای کم کردن این اثرات گرمایی، تلاش های مختلفی انجام شده است. نظیر استفاده از خنک کننده ها، که می تواند مقدار زیادی از گرمای تولید شده را بر دارد. خنک کننده با ثابت نگه داشتن دمای سطح کریستال، به طور قابل ملاحظه ای می تواند ماکزیمم دمای ایجاد شده را در کریستال کاهش دهد. اما نمی تواند شیب دمایی را از بین ببرد. از دیگر راه های کاهش اثرات حرارتی، می توان به بهینه کردن توزیع گرما در کریستال لیزری از طریق تغییر طول موج دمش و توزیع مناسب چگالی یون های فعال در کریستال نام برد. در این مورد، ابزار محاسباتی سریع و مناسب جهت بررسی و شناخت توزیع دما لازم است. این موضوع اهمیت مدل سازی و بررسی اثرات گرمایی در سیستم ها را دو چندان می کند. این پروژه شامل هفت فصل می باشد. پس از بیان مسئله در فصل اول، در فصل دوم به معرفی لیزرهای حالت جامد، و نوع خاصی از این لیزرها به نام nd:yag پرداخته می شود. پس از آن با معرفی انواع کاواک ها به نحوه دمش لیزر چهار ترازی nd:yag اشاره می شود. پس از اشاره به نحوه رشد بلور nd:yag در پایان فصل خصوصیات فیزیکی و شیمیایی این نوع لیزر حالت جامد و برخی از کاربردهای آن در زمینه های متفاوت بیان می شود. در فصل سوم به بیان معادله گرما وحل این معادله در سه بعد پرداخته شده است و پس از بدست آمدن معادله گرما در مختصات استوانه ای، شرایط مرزی متفاوتی که برای حل معادله گرما در نظر گرفته می شود مورد بررسی قرار می گیرد. در فصل چهارم به تعریف مفهوم تنش و کرنش حرارتی و سپس مولفه های تانسور تنش و کرنش محاسبه می شود. در نهایت قانون هوک که ارتباط میان مولفه های این دو تانسور را بیان می کند با جزئیات گفته می شود. در فصل پنجم اثرات گرمایی روی کریستال حالت جامد nd:yag مورد بررسی قرار می گیرد. پس از آن با معرفی دو اثر گرمایی در شکستی القایی و اثر پاشندگی گرما مولفه های ضریب شکست تحت اثرات گرمایی نوشته می شوند. در فصل ششم به بررسی پرتوی گاوسی عبوری از لیزر پرداخته می شود و پس از تعریف مشخصات پرتو ی گاوسی، دامنه میدان الکتریکی برای یک پرتوی گوسی داده می شود و پس از آن به شدت پرتوی گاوسی و فاکتور کیفیت اشاره می شود. در فصل هفتم که فصل نتایج و مهمترین فصل این پایان نامه است به بررسی توزیع دما در کریستال، توزیع تنش و توزیع کرنش حرارتی در کریستال برای توان های دمش و اندازه لکه های متفاوت می پردازیم. در این فصل همچنین با اعمال شرایط مرزی متفاوت برای حل معادله گرما، پروفایل دما و تنش حرارتی در شرایط مرزی تابش، همرفت و دما ثابت که در این فصل بیان شده است مورد بحث و بررسی قرار می گیرد. پس از آن با اشاره به شیب دمایی ایجاد شده در کریستال، تغییرات مولفه های ضریب شکست را تحت اثر پاشندگی گرمایی و پس از آن تحت اثر دو شکستی القایی مورد بررسی قرار داده و نتایج را در هر دو حالت با هم مقایسه کرده ایم. سپس توزیع مربوط به میدان الکتریکی قبل و بعد از اثرات گرمایی شبیه سازی می شود و در نهایت با رسم پروفایل میدان الکتریکی قبل و بعد از اثرات گرمایی نتایج با هم مقایسه می شوند

در دهه های گذشته، نانوفنآوری پیشرفت های قابل توجهی داشته است و تأثیرات آن در همه ی زمینه ها مشهود است. نانومواد نیم رسانای تک بعدی مانند نانوسیم ها و نانولوله ها، به علت کاربرد در ابزارهایی که برای اندازه گیری در ابعاد نانو مورد استفاده قرار می گیرند، توجه زیادی را به خود جلب کرده اند. این نانوساختارها در ساخت دیودهای نوری، حسگرهای بیوشیمیایی و ترانزیستورهای اثر میدان کاربرد دارند. ایندیوم آرسناید، یکی از ترکیبات نیم رسانای گروه iii-v، به دلیل خواص ممتازی هم چون گاف نواری باریک، جرم موثر الکترونی کوچک و تحرک الکترونی بالا، توجه بسیاری را به خود معطوف کرده است. در این پژوهش، تفاوت ویژگی های ساختاری و الکترونی inas در حالت توده و نانومتری بررسی شده است.inas در حالت توده در ساختارهای بلندروی و ورتسایت شکل می گیرد. با محاسبه ی انرژی همدوسی حالت توده، پایداری دو فاز بررسی شد. نتیجه ی به دست آمده نشان داد که فاز بلندروی پایدارتر است. نانوسیم ها به روش بالا به پایین و با برش حالت توده ی بلندروی در راستای و ورتسایت در راستای شبیه سازی شدند. با محاسبه ی انرژی همدوسی و انرژی تشکیل، پایداری نانوسیم های هر دو فاز مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که نانوسیم های هر فاز از حالت توده ی خود ناپایدارترند. علت این امر وجود پیوندهای آویزان در سطح نانوسیم ها است. هم چنین مشخص شد که در قطرهای کوچک تر از 60 آنگستروم، نانوسیم های فاز ورتسایت نسبت به فاز بلندروی پایدارترند. با رسم منحنی چگالی حالت ها، خواص الکترونی مانند گاف نواری را محاسبه و با مقادیر حالت توده مقایسه شد. مقدار گاف نواری محاسبه شده برای نانوسیم های هر دو فاز، نسبت به حالت توده بزرگ تر است و با افزایش قطر، کاهش می یابد. کلیه ی محاسبات با استفاده از روش شبه پتانسیل، در چارچوب نظریه ی تابعی چگالی با کد pwscfانجام شد. نتایج به دست آمده با دیگر داده های موجود سازگاری خوبی دارد.

لیزرهای نور سبز کاربردهای زیادی در پردازش مواد، زیست-پزشکی، چشم پزشکی، طیف سنجی ، ارتباطات زیردریایی، تکنولوژی صفحات نمایش و منابع دمش لیزرهای حالت جامد دارند. یکی از ساده ترین راه های تولید نور سبز، تبدیل فرکانس بالاسوی از طریق تولید هماهنگ دوم از امواج اصلی است. در این مورد بازده و کیفیت بالای نور خروجی از اهمیت بالایی برخوردار است. یکی از معروف ترین و کارآمدترین بلورها برای تبدیل طول موج 1064 نانومتر به 532 نانومتر، بلور است. یکی از عوامل اصلی محدودکننده، برای رسیدن به بازده و توان بالا، اثرات گرمایی منتج از تولید گرما در بلورهای غیرخطی است. در این پایان نامه، مدلی برای نشان دادن این که چگونه فرآیند تولید هماهنگ دوم در یک سیستم موج پیوسته ی دوعبوری از گرما متأثر می شود ارایه می گردد. این مدل بر پایه ی هشت معادله ی جفت شده بنا شده که به منظور بررسی اثرات گرما بر تولید هماهنگ دوم در یک سیستم دوعبوری نوع دوم، لازم است به طور هم زمان حل شوند. این معادلات جفت شده به صورت زیر هستند: معادلات مربوط به امواج رفت و برگشت اصلی با قطبش عادی، معادلات مربوط به امواج رفت و برگشت اصلی با قطبش غیرعادی، معادلات مربوط به امواج هماهنگ دوم رفت و برگشت با قطبش غیرعادی، معادله ی گرما، و معادله ی عدم تطبیق فاز القا شده توسط گرما. لنزشدگی گرمایی نیز از طریق وابستگی ضریب شکست به دما در معادلات موج لحاظ می شود. با توجه به این که حل همزمان معادله ی موج و گرما در سه بعدی، که ذاتاً متفاوت هستند، یک فرآیند زمان بَر است و به حافظه ی موقت بالایی احتیاج دارد، یک رویه ی محاسباتی، برای کاهش زمان محاسبات و حافظه ی مورد نیاز ارایه شده است که حل این معادلات را با استفاده از رایانه های شخصی امکان پذیر می کند. برای پهنای لکه ی 50 میکرومتر، مطابق با آزمایش "بای" و همکارانش [j. bai,g. chen, optics & laser technology 34 (4), (2002) 333-336.]]، بازده 29 درصد پیش بینی شد که با مقدار به دست آمده از آزمایش، که 25 درصد است، در تطابق بسیار خوبی است. همچنین، تحول زمانی بازده تولید هماهنگ دوم با گرم شدن تدریجی بلور بررسی شد. به علاوه ما امکان بازده 40 درصد، برای تولید هماهنگ دوم از منبع اصلی با 53 وات را پیش بینی کردیم.

در این پژوهش مدلی ارائه شده است که با استفاده از آهنگ الکترون و فوتون در ناحیه فعال لیزر می تواند توان نوری لیزر را به ازای جریان بایاس محاسبه کند. در ادامه شرایط آستانه و تابش های خودبخودی و تحریکی را برای یک لیزر فراپیوند ingaasp/inp شبیه سازی شده است. برای افزایش کارایی مدل ارائه -شده و محاسبه مودهای نوری معادلات موج رونده و معادلات آهنگ با هم ترکیب شده اند. در مدل ارائه شده، نور خودبخودی به صورت مستقل محاسبه شده و آغازگر نور تحریکی فرض می شود. این موضوع تطابق بهتر مدل با فیزیک لیزر و همگرایی بهتر آن در مقایسه با مدل های دیگر را نتیجه می دهد. مدل ارائه شده می تواند توان مودهای تابشی و فاصله آنها از یکدیگر را با دقت مناسبی شبیه سازی کند.

چکیده: پرتوهای بسل‏ـ‏گاوس به میدان پیرامحوری اطلاق می شوند که توزیع عرضی آن‏ها در صفحه‏ی حاصلضرب یک پرتوی غیرپراشی ایده‏آل (پرتو بسل) که جواب معادله‏ی هلمهولتز دوبعدی در دستگاه مختصات استوانه‏ای دوار است، و یک تابع گاوسی شعاعی است. دلیل این‏که چرا آن‏ها را پرتوهای غیرپراشی می‏نامیم این است که در هنگام انتشار در فضای آزاد، توزیع شدت عرضی آن بدون تغییر باقی می‏ماند. امواج غیرپراشی گستردگی نامتناهی دارند، بنابراین می‏توانند انرژی بینهایت حمل کنند. نوع اصلاح شده‏ی این پرتوها که مقدار متناهی انرژی حمل می‏کنند، پرتوهای شبه غیرپراشی هستند، زیرا آن‏ها می‏توانند مسافت زیادی را بدون واگرایی قابل ملاحظه‏ای طی کنند. این پرتوها دارای خواص و کاربردهای ممتازی هستند که از آن جمله می‏توان به هدایت و تمرکز ذرات باردار یا اتم‏های خنثی، دستکاری‏های نوری ذرات میکرومتری غیر زنده و زنده، توموگرافی همدوس نوری و بررسی سطوح بازتاب کننده با استفاده از روش‏های تداخل‏سنجی اشاره کرد. همچنین این پرتوها در اپتیک غیرخطی کاربرد دارند. پرتوهای بسلی فمتوثانیه‏ی پر شدت برای اصلاح ضریب شکست گازها و به طریقی مشابه برای نوشتن موجبرهای نوری و میکروفلوید دیسک‏ها استفاده می‏شوند. در این راستا، پرتوهای با کیفیت و پرشدت دارای اهمیت بسزایی هستند، زیرا در توان‏های بالا، جذب نوری امواج اولیه و هماهنگ دوم می‏توانند فرآیند تولید را تغییر دهند. گرمای تولیدشده در بلور غیرخطی روی تولید هماهنگ دوم از طریق پاشندگی گرمایی تاثیر می‏گذارد و به عدم تطبیق فاز القایی گرمایی می‏انجامد. در چیدمان‏های آزمایشی، عدم تطبیق فاز القایی گرمایی می‏تواند به طور موثری بازده تولید هماهنگ دوم را کاهش دهد بطوریکه در هیچ گزارش آزمایشگاهی، بازده کامل نور به نور گزارش نشده است. در این پایان‏نامه، یک مدل نظری برای بررسی اثرات گرمایی در تولید هماهنگ دوم پالسی بسل‏ـ‏گاوس نوع دوم ارائه شده است. برای رسین به این هدف، معادلات گرما و عدم تطبیق فاز القایی گرمایی با سه معادله ی امواج غیرخطی جفت می شوند. با حل همزمان پنج معادله‏ی جفت شده ـ توسط یک کد خودنوشت به زبان فرترن ـ، توزیع دما، عدم تطبیق فاز القایی گرمایی و بازده پرتوها محاسبه می شوند. نتایج به خوبی نشان می‏دهد که وقتی سیستم تحت اثرات گرمایی است، تولید هماهنگ دوم چگونه از گرما تاثیر می‏پذیرد و بازده آن تا چه حد کاهش می‏یابد.

در فاصله ی 8/4 کیلو پارسک از خورشید و در مرکز کهکشان راه شیری، منبع رادیویی متراکمی وجود دارد که قوس a* نامیده می شود. تابش رادیویی منبع، غیر حرارتی و از نوع سینکروترون می باشد. با استفاده از پارامتر های مداری ستارگان در حال چرخش به دور قوس a* که توسط vlt اندازه گیری شده، و نیز با استفاده از قانون سوم کپلر، جرم منبع در حدود 6^10*4 برابر جرم خورشید محاسبه شد، که با توجه به متراکم بودن آن، قوس a* بهترین کاندید برای سیاه چاله ی احتمالی در مرکز کهکشان راه شیری می باشد. طیف منبع در محدوده ی فرکانس 0.33ghz تا 42ghz با استفاده داده های vla در 17 ژوئن 2003، رسم شد، که نشان می دهد منبع دارای طیف معکوس است و با افزایش فرکانس، چگالی شار نیز افزایش می یابد. شاخص طیفی بین 0/33 تا 0/64 گیگا هرتز، برابر 1/02، بین 0/64 تا 8/3 گیگا هرتز، برابر 0/15، و بین 8/3 تا 42 گیگا هرتز، برابر 0/5 محاسبه شد، که بیانگر آنست که، قوسa* دارای دو شکست طیفی، یکی در فرکانس های حدود ghz 8 و دیگری در حدود 0.64ghz، می باشد. چگالی شار منبع بر اساس داده های vlbi از قوس a*، بین 15 تا 24 می 2007، تغییرات منظمی را نشان می دهد. شباهت هایی میان ویژگی های قوس a* و هسته های کهکشانی فعال دیده شده است.

در این پایان نامه توزیع دما برای لیزر حالت جامد nd:yag ا دمش جانبی لامپ درخش تک پالس بلند محاسبه شده است. توزیع دما تحت شرایط مرزی همرفت دما نیز محاسبه شده سپس تنش های القایی و اثر عدسی گرمایی برای سیستم های خنک کننده مختلف با یکدیگر مقایسه شده است.

طیف سنج الکترونی شامل اجزای مختلفی است که یکی از کلیدی ترین اجزای آن آنالیزور انرژی است. آنالیزورهای انرژی انواع مختلفی دارند که هرکدام دارای ویژگی های خاص خود است. یکی از پرکاربردترین آن ها، آنالیزور منحرف کننده ی نیم کروی (hda) است. حضور میدان های حاشیه ای در ورودی و خروجی این آنالیزور اثرات مخربی بر قدرت تفکیک انرژی آن می گذارد، به این خاطر لازم است در ورودی وخروجی آنالیزور تصحیحاتی اعمال گردد. در این تحقیق تصحیح میدان های حاشیه ای، از روشی موسوم به ورودی پیرامرکزی بایاس شده انجام می گیرد. به

لیزرهای نور سبز به دلیل کاربردهای بالقوه در پردازش مواد، تحقیقات زیست پزشکی، چشم پزشکی، چاپ، طیف سنجی، ارتباطات زیر آب، فن آوری صفحه نمایش و منابع پمپاژ برای لیزرهای حالت جامد، بسیار مورد توجه قرار گرفته‏اند. از این رو، یک خروجی پر بازده با کیفیت پرتو خوب، بسیار با اهمیت است. کریستال پتاسیم تیتانیل فسفات ( ) یکی از کریستال های غیرخطی معروف و مفید است که نور لیزرهای که در محدوده تابش می کنند را از طریق تولید هماهنگ دوم به نور سبز تبدیل می کنند. این کریستال که به معروف است، یک کریستال غیر خطی منحصر به فرد است که زاویه‏ی پذیرش زاویه‏ای پهن و آستانه ی آسیب‏دیدگی نسبتاً بالایی دارد. این کریستال دو محوری مثبت برای دو برابر کردن نوع دوم در طول موج بسیار مناسب است. به تازگی یک مدل موج پیوسته که گرما و تولید هماهنگ دوم نوع دو را جفت می کنند پیشنهاد شده‏است [ ]. این مدل می تواند سازوکار کاهش بازده تبدیل غیرخطی و کیفیت پرتو، ناشی از عدم تطبیق فاز القاشده‏ی گرمایی و لنز شدگی گرمایی، را توضیح دهد. این مدل به طور موفقیت‏آمیزی برای از بین بردن عدم تطبیق فاز ناشی از گرما از طریق گرادیان دمایی وارونه به خدمت گرفته شد. در نتیجه‏ی آن، بازده تبدیل غیرخطی با وجود بارگذاری گرمای شدید، افزایش یافت. در این پایان نامه، ما مدلی جامع با وابستگی زمانی و فضایی سه بعدی برای برهمکنش متقابل تولید هماهنگ دوم نوع دو و اثرات گرمایی ارائه کرده ایم. برای توصیف این پدیده، پنج معادله ی دیفرانسیل جفت‏شده، معرفی و به صورت همزمان حل شده اند. سیستم تا رسیدن به حالت پایا، با تابش تعداد کافی پالس، گرم شده و شبیه سازی آن در طول زمان انجام شده است. علاوه براین یک الگوریتم عددی برای حل این‏گونه مسایل عددی بزرگ، معرفی شده تا مسائل را با میزان قابل قبولی حافظه و همچنین کاهش زمان اجرا حل کند. این الگوریتم پیشنهادی حتی با استفاده از کامپیوترهای شخصی قابل اجرا است. این روش شبه تکرار، همراه با فرآیند عددی ارایه شده در این پایان نامه، زمان اجرا را برای پمپاژ پالس های پشت سرهم به سمت حالات پایا به شکل قابل توجهی کاهش می دهد.

در این پژوهش در هم تنیدگی بین مولکول نقطه کوانتومی و میدان های گسیلی خودبخودی مورد بررسی قرار گرفت. در این پژوهش ابتدا یک نقطه کوانتومی هرمی شکل ایندیوم آرسناید در زمینه گالیم آرسناید در نظر گرفته شد هامیلتونی و معادلات حرکت برای عناصر ماتریس چگالی نوشته شد سپس از طریق رسم نمودارهای آنتروپی بر حسب زمان به بررسی در هم تنیدگی بین این نقطه کوانتومی و میدان های گسیلی خودبخودی پرداخته شد. سپس این بحث به یک مولکول نقطه کوانتومی سه گانه تعمیم داده شد. در این پژوهش برای نقطه کوانتومی مورد نظر نتایج بدست آمده نشان داد که تداخل کوانتومی بین گذار از ترازهای میانی به تراز پایه در هم تنیدگی را افزایش می دهد. نرخ گذار ، فرکانس رابی و فرکانس نامیزانی نیز بر در هم تنیدگی اثر گذار بودند و نقش آنها در حضور تداخل کوانتومی برجسته تر می شود. در مولکول نقطه کوانتومی سه گانه علاوه بر پارامترهای نام برده شده تاثیر پارامتر تونل زنی نیز بر در هم تنیدگی بررسی شد. در این مولکول تقویت پارامتر تونل زنی، در هم تنیدگی را افزایش می دهد. همچنین مشخص شد نرخ واپاشی جمعیت به تراز پایه بر در هم تنیدگی اثر گذار است بطوری که با افزایش آن ، آنتروپی و در نتیجه در هم تنیدگی کاهش می یابد. بطور کلی تاثیر پارامترهای اتمی مختلف بر در هم تنیدگی در سامانه های مورد نظر بررسی شد.