مایع هلیم-iii پلاریزه یک سیستم بس ذره ای جالب است که از آمار فرمی- دیراک تبعیت می کند. چندین تکنیک نظری و روش های تجربی برای بررسی خواص مایع هلیم- iiiغیر پلاریزه و پلاریزه بکار برده شده است. در این رساله ما از روش وردشی پایین ترین مرتبه مقید با تابع همبستگی وابسته به اسپین برای محاسبه ی برخی از خواص ترمودینامیکی مایع هلیم- iiiپلاریزه در دمای صفر و دمای معین استفاده کرده ایم. در محاسبات ما پتانسیل های بین اتمی لنارد- جونز و عزیز بکار برده شده است. در اینجا دیده ایم که با افزایش قطبش، انرژی جنبشی، انرژی پتانسیل و انرژی کل مایع هلیم- iiiپلاریزه افزایش می یابد. برا ی مایع هلیم- iiiپلاریزه در دمای صفر و نیز دمای معین، می بینیم که توابع همبستگی حالت های اسپین یگانه و اسپین سه گانه متفاوتند و حالت اسپین سه گانه دارای سهم اصلی در انرژی پتانسیل است. نتایج ما نشان می دهند که انرژی کل در حالت وابسته به اسپین پایین تر از انرژی کل حالت غیر وابسته به اسپین است. همچنین دیده می شود که تفاوت انرژی حالت های وابسته به اسپین و غیر وابسته به اسپین با افزایش پلاریزاسیون کاهش می یابد. برای مایع هلیم-iii پلاریزه در دمای صفر نشان داده شده است که در نظر گرفتن سهم انرژی سه جسمی نتایج ما را برای انرژی حالت پایه و پذیرفتاری مغناطیسی بهبود می دهد. برای مایع هلیم-iii پلاریزه در دمای معین برخی از خواص ترمودینامیکی از قبیل انرژی آزاد، آنتروپی و فشار برای مقادیر مختلف چگالی، دما و پلاریزاسیون محاسبه شده است. همچنین دمای بحرانی، چگالی بحرانی، گرمای ویژه و تراکم پذیری مایع هلیم- iiiغیر پلاریزه محاسبه شده و با نتایج دیگران نیز مقایسه شده اند. نتایج ما برای پذیرفتاری مغناطیسی نشان می دهد که گذار خودبخودی به فاز فرومغناطیسی برای مایع هلیم-iii در دمای صفر و دمای معین رخ نمی دهد. دیده می شود که برای انرژی مایع هلیم- iiiپلاریزه نتیجه تقریب پارابولیک و محاسبه میکروسکپیک تقریباً یکسان است. همچنین دیده می شود که با افزایش دما، اثر وابستگی اسپینی بر روی خواص ترمودینامیکی مایع هلیم- iiiپلاریزه کاهش می یابد.

انتشار پرتوهای گاوسی تخت شده(fgbs) در محیط عدسی گرمایی را مورد مطالعه قرار می دهیم. محیط عدسی گرمایی یک محیط ناهمگن است که در آن ضریب شکست تابعی از مکان و دما خواهد بود. این محیط ها در لیزر حالت جامد به علت دمش محیط فعال ایجاد می شوند. در اثر عبور پرتوی لیزری از چنین محیطی، پرتو دچار بهم ریختگی می شود. با استفاده از فرمول کالینز معادله انتشار fgb همدوس و همدوس جزئی را به دست می آوریم و به کمک ماتریس عدسی گرمایی و نرم افزار متلب انتشار fgb را در محیط عدسی گرمایی بررسی می کنیم. این حالت را به بلور لیزری nd:yag تعمیم می دهیم. معادله گرما را برای nd:yag که توسط لیزر دیودی از انتها دمیده می شود را به صورت تحلیلی به دست می آوریم. با داشتن توزیع دما، معادله انتشار و عدسی گرمایی به بررسی اثرات گرمایی بر انتشار این پرتوها در بلور می پردازیم.

تارهای نوری از اهمیت قابل ملاحظه ای در زمینه مخابرات، حسگری، تقویت کننده های پارامتری و غیره برخوردارند. در این میان، تارهای بلور فوتونی(pcf) به دلیل انعطاف در طراحی ساختار، برای رسیدن به پاشندگی و پارامتر های غیرخطی مطلوب، توجه بسیاری را به خود جلب کرده اند. نازک سازی باعث می شود که خواص پاشندگی و خواص غیرخطیpcf بر حسب طول تغییر کند که این امر باعث کاربردهای متنوعی در حسگرها و اپتیک غیر خطی شده است. دانستن نحوه ی تغییرات پارامترهای غیرخطی و پاشندگی برای شبیه سازی انتشار پالس و همچنین تولید ابر پیوستار و تقویت پارامتری در pcf های نازک شده حائز اهمیت است. تاکنون ویژگیهای غیرخطی و پاشندگی pcfهای نازک شده برحسب طول تار شبیه سازی نشده است، که در این تحقیق برای اولین بار با استفاده از حل معادله ویژه مقداری به روش تفاضل محدود در حوزه فرکانسی(fdfd ) در نرم افزار متلب این کار را انجام می دهیم. تاثیر پارامترهای مختلف از قبیل قطر حفره های هوا و گام شبکه بر پارامترهای مهم تار از قبیل پاشندگی، ضریب غیر خطی، افت و ... را بررسی و در نهایت روابط تحلیلی مفیدی برای برازش نتایج حاصل از شبیه سازی پیشنهاد می کنیم. نتایج نشان می دهد که در طول نازک سازی پارامترهایی چون اتلاف، ضریب غیر خطی و شیب پاشندگی افزایش و دیگر پارامترها از قبیل سطح مقطع موثر مدی و طول موج با پاشندگی صفر(zdw) کاهش می یابد.

چاههای کوانتومی کاربرد وسیعی در ابزار الکترونیکی مانند ترانزیستورها و صنایع اپتوالکترونیکی مانند لیزرهای نیمرسانا و آشکارسازهای مادون قرمز دارند. مطالعه و بررسی اثر میدانهای خارجی مانند میدان لیزری قوی بر روی چاههای کوانتومی دارای اهمیت فراوانی می باشد. در این پایان نامه اثر میدان لیزری را بر روی خواص نوری چاههای کوانتومی نیمه سهموی و سهموی gaas و چاههای کوانتومی کرنشی ingan/algan بررسی خواهیم کرد. معادله وابسته به زمان شرودینگر را با استفاده از تبدیلات پیمانهای در قالب کرامرز بدست آورده و معادله بدست آمده را با استفاده از روش فلوکیت به یک معادله مستقل از زمان تبدیل کرده و با استفاده از روش عددی معادله شرودینگر مستقل از زمان را حل خواهیم کرد. خواص نوری چاههای کوانتومی از جمله ضرایب جذب و شکست خطی و غیرخطی، یکسوسازی نوری و تولید هارمونیک دوم را با استفاده از رهیافت ماتریس چگالی بدست می آوریم. نتایج نشان می¬دهد که با افزایش میدان لیزری ضرایب جذب نوری(تغییرات ضریب شکست) چاه های کوانتومی کرنشی و غیرکرنشی کاهش(افزایش) می¬یابند. با افزایش میدان لیزری مقدار قله¬های تشدید یکسوسازی نوری مربوط به چاه¬های کوانتومی غیرکرنشی کاهش پیدا می کند، در حالی که برای چاه کوانتومی کرنشی ingan/algan با افزایش میدان لیزری قله¬های تشدید ضریب یکسوسازی نوری افزایش پیدا می¬کند، به یک مقدار بیشینه می¬رسد و دوباره کاهش می یابد. همچنین نتایج نشان می دهد که با اعمال میدان لیزری تولید هارمونیک دوم در چاه کوانتومی کرنشی افزایش می¬یابد.

هدف این رساله مطالعه خواص نوری چاه های کوانتومی کرنشی algan-inganاست. به این منظور ما معادله شرودینگر را به صورت تحلیلی و با استفاده از روش ماتریس انتقال حل کرده ایم و ویژه مقادیر انرژی و توابع موج متناظر با آن را بدست آورده ایم.سپس خواص نوری خطی و غیرخطی با استفاده از رهیافت ماتریس چگالی محاسبه شده و اثراتغلظت ایندیم، غلظت آلومینیوم و طول چاه بر روی خواص نوری چاه کوانتومی کرنشی نیزبررسی شده است.