یکی از میکروسکوپ هایی که در حوزه ی نانومتری به کار برده می شود میکروسکوپ نوری روبشی میدان نزدیک است. تفکیک پذیری میکروسکوپ های معمولی در ابعاد طول موج نور است در حالیکه این میکروسکوپ ها با استفاده از میدان نزدیک، تفکیک پذیری کمتر از طول موج را امکانپذیر می سازند. در این پایان نامه، نوک کاوه ی میکروسکوپ با یک کره ی دی الکتریک تقریب زده شده و تصویر به دست آمده از توپوگرافی سطح در حالت های مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. دامنه ی پراکندگی موج تک فام با قطبش میدان الکتریکی و مغناطیسی عرضی از یک کره ی دی الکتریک به روش تحلیلی حل شده است. همچنین این مسئله برای مجموعه ای از کره های دی الکتریک با شعاع ها، ضرایب شکست و مکان های دلخواه در فضا به روش عددی عناصر مرزی محاسبه شده است. دقت و سرعت بالا و حجم پایین اطلاعات محاسباتی از مزایای روش عددی عناصر مرزی نسبت به روش های دیگر می باشد. طرح پراش فرنل و فرانهوفری از یک کره ی دی الکتریک و مجموعه ای از کره ها با آرایش های مختلف، محاسبه شده است. طرح های پراش محاسبه شده از یک کره ی دی الکتریک در سازگاری کامل با نتایج حل تحلیلی است که این معیار خوبی برای بررسی صحت محاسبات است. میدان دور حاصل از یک نانو کره ی دی الکتریک که در حوزه ی میدان نزدیک یک سطح ناهموار قرار دارد، محاسبه شده است. فرض شده است کره ی دی الکتریک نقش نوک کاوه ی میکروسکوپ روبشی میدان نزدیک را بازی می کند. نقشه ی توپوگرافی سطح در سه بعد در مدهای روبشی ارتفاع ثابت و فاصله ی ثابت برای چیدمان های متنوعی با استفاده از آشکارسازی میدان دور شبیه سازی شده است. تصاویر به دست آمده در مد ارتفاع ثابت، سازگاری بیشتری با سطح واقعی را نسبت به مد فاصله ی ثابت نشان دادند. تأثیر اندازه ی قطر کره ی دی الکتریک روبشگر و فاصله ی آن از سطح نمونه، در کیفیت تصویر توپوگرافی مورد بررسی قرار گرفته است. مشاهده شد با کاهش قطر کره ی روبشگر، توان تفکیک افزایش یافته و سازگاری تصویر، بهتر می شود. همچنین کاهش فاصله ی کره از سطح نیز باعث افزایش سازگاری تصویر با سطح واقعی شد. کیفیت تصویر برای دو مد عرضی الکتریکی و مغناطیسی در آرایش های مختلف نیز با هم مقایسه شده است که در مد عرضی مغناطیسی تصویری با سازگاری بهتر، نسبت به مد عرضی الکتریکی به دست آمد.

هدف از این پژوهش دست‎یابی به فناوری ساخت قطعات میکرواپتیک و میکروالکترونیک می باشد. این پژوهش در دو مرحله انجام می‎شود. در مرحله اول ماسک و در مرحله دوم نمونه اصلی ساخته می‎شود. در مرحله اول ماسک با بزرگنمایی x8 نسبت به نمونه اصلی ساخته می‎شود. برای ساخت ماسک، طرحی به اندازه 40×40 میلی‎متر آماده و توسط دستگاه فوتوپلاتر با کیفیت 8000 نقطه بر اینچ چاپ شد. یک لایه فلز کروم به روش تبخیر حرارتی توسط باریکه الکترونی روی یک لام لایه‎نشانی و بر روی آن فوتورزیست پوزیتیو 20 لایه‎نشانی گردید. سپس پوزیتیو 20 با استفاده از دیودهای ماوراءبنفش، ماسک اولیه و دوربین عکاسی با کوچک نمایی x8 نوردهی شد. پس از نوردهی، فرایندهای ظهور و حکاکی انجام شد. در مرحله دوم ابتدا فوتورزیست map 1275 بر روی لام لایه‎نشانی شد. سپس نمونه اصلی به کمک ماسک ثانویه، میکروماشینی با کوچک نمایی x8 و لیزر اگزایمر نوردهی شد. بعد از نوردهی فرایند ظهور انجام و نمونه اصلی ساخته شد. نمونه اصلی شامل میکروحلقه‎ای به شعاع 55 میکرومتر، ضخامت 9 میکرومتر و دو موجبر به ضخامت 9 میکرومتر است. فاصله جفت‎شدگی، حلقه و موجبر 4 میکرومتر است.

دمش نوریی با تولید حرارت در میله لیزری یا تار نوری همراه است. انتقال حرارت به سمت محیط اطراف که برای مدیریت دما طراحی شده اند باعث بوجود آمدن تغییرات دما و در نتیجه بروز تاثیرات ناخواسته حرارتی در عملیات لیزر می گردد. بنابراین بهینه سازی عملیات لیزر در حضور اثرات حرارتی مستلزم یافتن توزیع حرارتی در داخل محیط فعال است، که دراین پژوهش توابع توزیع حرارت، با استفاده از روش عددی بسیار دقیق و سریع drbetd در حالت های مختلف دمش بدست آمده است.