توری های براگ فیبر نوری (fbg)با توجه به خواص آن ها، در حال ظهور به عنوان عناصر بسیار مهم برای ارتباطات فیبر نوری و مولفه های سنجشی هستند. این توری ها به طور گسترده ای در ارتباطات از راه دور گوناگون، به علت خواص قابل تنظیم طول موج براگ و پهنای باند آن ها مورد استفاده قرار گرفته اند. در این پایان نامه، شبیه سازی عددی فیبرنوری و توری های براگ فیبر نوری یکنواخت و مورب به روش fdtd ارائه شده است. این شبیه سازی براساس الگوریتم fdtd سه بعدی انجام شده است. با استفاده از این روش انتشار یک موج در فیبر نوری و در یک توری براگ فیبر نوری یکنواخت و مورب نشان داده شده و نتایج با اعمال apodization گاوسی روی پروفایل توری براگ فیبر نوری مقایسه شده است. نتایج ما حاکی از بهبود در عملکرد توری براگ می باشد.

در سال های اخیر طراحی و ساخت لیزرهای فیبر نوری آلاییده به عناصر خاکی کمیاب به دلیل قابلیت دستیابی به توان های بالا، انعطاف پذیری، کیفیت بالای پرتو، قابل حمل بودن و استفاده آسانتر در صنعت به شدت مورد استقبال قرار گرفته است. برای دستیابی به توان های بالا از فیبر آلاییده به ایتربیوم و ساختار دو غلافی که دمش آن از طریق غلاف اول انجام می شود استفاده می شود. یکی از مشکلات مهم لیزرهای فیبر نوری پر قدرت آلاییده به ایتربیوم باقی ماندن انرژی موج دمش جذب نشده در غلاف اول فیبر پس از محیط فعال لیزر می باشد که سبب افزایش دمای غیر قابل کنترل در قطعات لیزر و تقویت کننده و عملکرد چند مدی لیزر می شود. در این پایان نامه، برای اولین بار چند روش برای خارج کردن نور جذب نشده و ناخواسته از غلاف اول و کاهش دمای ناحیه غیر فعال لیزر پیشنهاد و شبیه سازی شده است. در روش های پیشنهاد شده از مواد مختلف با ضریب شکست و قابلیت هدایت گرمایی مناسب به عنوان روکش فیبر استفاده می شود. هم چنین نشان داده شده است که با تغییر در ساختار هندسی غلاف دوم نیز می توان به خروج نورهای ناخواسته و پایداری عملکرد لیزر دست یافت. به این منظور شعاع غلاف دوم به صورت پله ای و پیوسته کاهش داده شده است و یا بر روی غلاف دوم شیارهایی ایجاد شده است. شبیه سازی و آنالیز اپتیکی سیستم بر اساس ردیابی پرتو توسط نرم افزار zemax و تحلیل حرارتی آن براساس حل معادله بنیادی انتقال حرارت و اعمال شرایط مرزی با نرم افزارansys انجام شده است.