بیناب نمایی فروشکست حاصل از تپ لیزر (libs) اخیراً به عنوان روشی سریع و مناسب برای تعیین ترکیب های تشکیل دهنده مواد در فاز گاز، مایع و جامد مورد توجه قرار گرفته است. دقت بالای اندازه گیری، حداقل میزان مورد نیاز و سادگی تهیه نمونه و همچنین امکان سنجش از راه دور این روش را از سایر روش های متداول در شناسایی مواد به ویژه از نظر تشخیص ناخالصی های موجود در ماده متمایز ساخته است. علاوه بر این روش فوق شناسایی مواد سمی، فعال شیمیایی و رادیو اکتیو را نیز امکان پذیر ساخته است. در این پژوهش برای اولین بار روش دو باریکه ای libs بر اساس تابش همزمان لیزرهای پیوسته گاز کربنیک (تا توان w20) و لیزرتپی هارمونیک اول سوئیچ q، nd:yag (با مشخصات ns 5، mj/pulse 95، nm 1064) برای شناسایی کیفی و کمی (عیار سنجی) فلزات گران بها ارائه شده است. در این شیوه در تخریب سطحی نمونه ها نسبت به روش تک باریکه ای کاهش چشم گیری مشاهده می شود. عیار سنجی بر پایه ی شیوه ی ترکیبی cf-libs استوار شده است در حالی که بزرگ نمایی دامنه ی قله ی مشخصه فلزی در روش دو باریکه ای با روش تک باریکه ای قابل مقایسه است، دقت اندازه گیری ها در این روش نسبت به روش های مشابه نظیر pixe تا 3 برابر افزایش یافته است. نتایج این پژوهش به صورت دو مقاله isi در مجله های osa و elsevier ، دو مقاله در کنفرانس های بین الملی، پنج مقاله در کنفرانس های داخلی و یک ثبت اختراع می باشد.

بررسی کمّی و کیفی غلظت گازهای گلخانه ای مانندnox ، so2 و ... موجود در جو، همواره مورد توجه پژوهشگران علوم زیستی بوده است. هنگامی که تابش های so2 و nox در اتمسفر با آب، اکسیژن و عوامل اکسیژن زا واکنش می دهند و تولید ترکیبات اسیدی می کنند؛ باران اسیدی رخ می دهد. این ترکیبات به شکل خشک (گاز و ذرات) یا مرطوب (باران، برف و مه) به زمین فرود می آیند. روش های گوناگونی جهت شناسایی و سنجش این آلاینده ها ابداع و اختراع شده است. از این میان، روشهای جذبی به دلیل سازوکار از دقت بهتری برخوردارند. بکارگیری لیزر بعنوان یک چشمه تابشی در یک سامانه طیف نگار جذبی منجر به بالا بردن حساسیت و دقت در سنجش نمونه ها خواهد شد. روش طیف نگاری فوتوآکوستیکی می تواند غلظت عناصر مختلف را از حدود چندppm تا چند ppb شناسایی و اندازه گیری کند. در این پایان نامه با دو چشمه دمش لیزر co2 و هارمونیک دوم لیزر nd:yag تأثیر فشار گازهای بافر ar و n2 بر طیف نگاری گاز no2 بررسی شده است. سپس با چشمه دمش لیزر co2 تأثیر فشار گاز بافر n2 بر طیف نگاری گاز so2 و تأثیر فشار گازهای بافر arوhe بر طیف نگاری گاز so2 مخلوط با نیتروژن مورد آزمایش قرار گرفته است. نتایج نشان می دهند که با افزایش فشار گازهای بافر ar و he و نیز افزایش غلظت گاز so2 مخلوط با نیتروژن، سیگنال فوتواکوستیک افزایش می یابد. همچنین افزایش دامنه سیگنال فوتوآکوستیک برای بافرar بیشتر از he می باشد. پاسخ های متفاوت بدست آمده برای no2 با دو منبع دمش حائز اهمیت است. در لیزر co2 افزایش دامنه سیگنال فوتوآکوستیک برای بافرar بیشتر از n2 می باشد و در هارمونیک دوم لیزر nd:yag نتایج معکوس است. به علت عدم دسترسی به کپسول گاز no امکان بررسی تأثیر فشار گازهای بافر و ترکیب آنها بر طیف نگاری گاز مزبور فراهم نبوده است.

در این پایان نامه اولین لیزر رنگ rd-g کوک پدیر با دمش لیزر nd:yag هارمونیک دوم (nm532) در آزمایشگاه لیزر دانشکده فیزیک طراحی و ساخته شد . علاوه بر مسایل فنی حاکم و بهره گیری از امکانات و قطعات موجود در آِمایشگاه برای ساخت این لیزر آزمایشات طیفی و پاسح زمانی با دیود pin و طیف سنج 150-s مجهز به آرایه خطی ccd انجام گردید و نشان داده شده که ترکیب چهار منشوری همراه با توری پراش و آرایه duarte در مقایسه با کاواک بدون اپتیک باریک سازی از پهنای طیفی قابل توجهی برخوردار است و نتایج با مقادر نظری مقایسه گردید ضمنا نشان داده شده که با افزایش غلظت رنگ جابجایی فرکانسی صورت می گیرید که میزان حدود 10 نانو متر از غلظت 2 مول بر لیتر می باشد و با نظریه برخورد سازگار است.

یک تشدیدگر برای تولید پالس های فمتوثانیه خود قفل شده مد در لیزر الکترون آزاد فرابنفش طراحی شده است که کارکرد مدولاتور آن بر پایه تغییر بهره که خود نتیجه عملکرد حلقه انباشت و خصوصیات تشدیدگر لیزر می باشد، استوار است. پهن شدگی بهره ناشی از پخش توزیع انرژی الکترون ها روی پارامترهای بهره (شدت اشباع و بهره سیگنال کوچک) اثر می گذارد و می توان جفت شدگی بهینه را محاسبه کرد. همچنین وابستگی طول پالس فوق کوتاه و جفت شدگی بهینه در یک لیز الکترون آزاد دارای حلقه انباشت نسبت به تغییر پارامتر پخش توزیع انرژی الکترون ها محاسبه شده اند.

در این پایان نامه، روشی برای اندازه گیری سطح مقطع جذب دو فوتونی sf6 ارایه گردیده ایت. در ابتدا حاکم بر جذب دو فوتونی را از معادلات نرخ بدست آوردیم. سپس با پرتودهی لیزر co2 پالسی در ابتدا به طور مستقیم به سلول حاوی گاز sf6 در فشار ثابت، شدت ورودی را تغییر دادیم، و شدت های خروجی را اندازه گیری کردیم. این عمل را در فشارهای مختلف تکرار کردیم. دو مرحله بعد یک لنز با فاصله کانونی 10 سانتی متر را مقابل سلول قرار دادیم، تا شدت ورودی افزایش یابد، و احتمال رخ دادن جذب دو فوتونی بیشتر شود. دوباره در فشار ثابت، شدت ورودی را تغییر دادیم و شدت های خروجی را اندازه گیری کردیم. در پایان با استفاده از الگوریتم ژنتیک و روش مجموع کمترین مربعات، سطح مقطع جذب دو فوتونی گاز sf6 را تخمین زدیم. در ادامه باید ذکر کرد که فرآیندهای چند فوتونی در تولید پلاسما، گسیختگی نور، گسست نوری مولکول ها، شکست نوری و کلیه پدیده هایی که در آن توان قله بالایی بر هدف کانونی می گردد، دخیل هستند. لذا تعیین دقیقتر سطح مقطع جذب چند فوتونی در مدلسازی، معادلات نرخ و بررسی دینامیک این پدیده ها سودمند می باشند. مقاله ای از این پایان نامه تحت عنوان "اندازه گیری سطح مقطع جذب دو فوتونی مولکول گاز sf6 با لیزر co2 تپی" در سی و پنجمین کنفرانس بین المللی leee پلاسما (14-19 june) در آلمان پذیرفته شد.

در حال حاضر لیزرها و تقویت کننده های تارنوری به دلیل قابلیت حصول توان های بالا و ویژگی های یکپارچگی، کوک پذیری، کیفیت عالی باریکه، درخشایی زیاد و پابداری سیستم از جتذبه های بسیاری برخوردار هستند. در این پایان نامه به بررسی لیزرهای تارنوری پرتوان دوغلافی موج پیوسته ی آلاییده به ایتربیم در بستر سلیکا پرداخته شده است. ابتدا سیستم لیزر و سپس ارایه ی نوسانگر-تقویت کننده مورد ژوهش، طراحی وبهینه سازی قرار گرفته است. در مرحله ی نخست، با حل معادلات نرخ تشدیدگر به سه روش تحلیلی، عددی و شبه تحلیلی، رفتار توان های دمش و سیگنال در طول تار در سه شیوه ی دمش پیشرو، دوجهتی و پسرو مورد ارزیابی قرار گرفت. پس از آن پارامترهای توان خروجی، آستانه ی لیزر، طول بهینه، بهره وری سیگنال کوچک به روش تحلیلی تعیین شده و نتایج آن با داده های حل عددی به روش رانگ-کوتای مرتبه ی چهار مقایسه گردید. در تمامی مراحل محاسبات عددی، جهت برآورد شدن شرایط مرزی از تکنیک شوتینگ استفاده شده است. به علاوه، اثر پارامترهای غلظت، طول تار، ضرایب بازتاب آیینه ها و توان منبع دمش بر توان خروجی بررسی شده و بهینه شرایط عملکرد لیزر تعیین گردید. در مرحله بعد، به منظور دستیابی به توان های بالا یک آرایه ی تشدیدگر-تقویت کننده طراحی گردید. نور خروجی از لیزر وارد تقویت کننده شده و به دلیل وارونی انبوهی ناشی از دمش در طول تار تقویت می شود. با افزایش طبقات تقویت کننده می توانیم به توان هایی از مرتبه کیلووات دست یابیم. پارامترهای بهره سیگنال کوچک و توان اشباع از مهمترین کمیت های اپتیکی در طراحی هستند که بازگو کننده ی تمامی ویژگی های یک تقویت کننده می باشند. بنابر این تعیین آن ها حایز اهمیت می باشد. یکی از روش هایی که در این زمینه به کار گرفته شده، حل تحلیلی معادلات نرخ است. ولی پاسخ های تحلیلی قادر به توجیه اختلاف این پارامترها در روش های مختلف دمش نمی یاشند. روش دیگر، استفاده از داده های آزمایش های تجربی به کمک معادلات تقویت است. اما به دلیل نبود امکانات و تجهیزات آزمایشگاهی در ایران نمی توانستیم از این شیوه نیز کمک بگیریم. روشی که در این رساله برای اولین بار به کار گرفته شده، مدل سازی عددی آرایه تشدیدگر-تقویت کننده است. بدین ترتیب که با تطابق داده های عددی و نتایج حاصله از معادله ی تقویت پایا در تقویت کننده به کمک روش حد اقل مربعات توانستیم مقادیر این دو پارامتر را در هر سه روش دمش به دست آوریم.

برای حل معادله انتقال حرارت در بافت، تابع گرین یک لایه پوست، از سطح تا اولین رگ خونی را در مختصات استوانه ای با شرایط مرزی روی z حل کرده ایم، که از لحاظ فیزیکی، بیشترین تشابه را با مساله واقعی دارد. به این دلیل که مدل لامبرت-بیر، مدل کاملی نیست و گستردگی باریکه را در نظر نگرفته است، همچنین در محیط بافت با پراکندگی زیاد، ایرادهایی دارد، از مدل ولش به عنوان تابع منبع استفاده نموده ایم، که این مدل توسط ولش و همکارانش برای مساله واقعی ارایه گردیده است. ابتدا نتایج مدل ولش و مدل لامبرت-بیر و میزان انحراف این دو مدل، مقایسه شد. سپس با استفاده از مدل ولش و تابع گرین به دست آمده، دمای بافت را محاسبه نموده ایم. به منظور امتحان درستی معادلات به دست آمده، از منحنی تجربی استفاده نموده ایم، که محاسبات ما تطابق خوبی با منحنی مذکور دارد. در ادامه منحنی های هم دما را برای بافت پوست روشن، پرتودهی شده با لیزر هلیوم-نیون را رسم کردیم.

تابش های هسته ای می توانند آسیب های جبران ناپذیری بر سلولها، مولکولها و اندامهای بدن برسانند. لذا تشخیص، تعیین میزان آلودگی های هسته ای رها شده در اتمسفر و اعلام خطر در مورد میزان آلودگی در مواقع خطر امری جدی می باشد. به منظور بیان هر توضیح معنی دار در رابطه با اثرات آلودگی بر سلامت همه موجودات مخصوصا انسان و ارزیابی اثرات زیست محیطی آلودگی هسته ای و حفاظت در برابر آن، تعیین دز دریافتی توسط بدن و مقایسه آن با حد استانداد و همچنین اندازه گیری فعالیت به عنوان آهنگ واپاشی مواد رادیواکتیو رها شده در اتمسفر حایز اهمیت است. در تلاش برای یافتن اکتیویته های با تابش های ضعیف، تشعشع زمینه کار را مشکل می سازد. این زمینه عمومی، بخشی مربوط به مقادیر جزیی اورانیم، توریم، پتاسیم و غیره است و بخش دیگر عمدتا" مربوط به اشعه کیهانی است. لذا برای آشکارسازی تابش های ضعیف در حضور یک تابش زمینه ی قابل ملاحظه، لازم است از آشکار ساز فوزویچ استفاده شود. یک آشکار ساز فوزویچ به تنهایی قادر نیست آهنگ دوز خارجی و اکتیویته مطلق توده پرتوزا را تعیین کند؛ زیرا مشخص نیست که این اکتیویته ناشی از واپاشی یک توده چگال دور دست یا یک توده نزدیک و رقیق است. در این پژوهش، یک سیستم ترکیبی برای ردیابی و دورسنجی مواد رادیواکتیو از قبیل عناصر فرااورانیم و زنجیره اورانیم گسیل کننده آلفا از خروجی دودکش مراکز غنی سازی اورانیم، نیروگاههای هسته ای و مراکز رادیوایزوتوپ در حد ppm و انفجارات هسته ای یا حوادث احتمالی در نیروگاههای هسته ای نظیر loca در three miles island و power excursion در چرنوبیل برای اولین بار در جهان معرفی شده است. در این پایان نامه، توانایی عملیاتی آن به صورت تیوری به اثبات رسیده است. این سیستم که بر پایه کوپلاژ لیدار جذبی تفاضلی (dial) و آشکار ساز فوزویچ می باشد، قابلیت تعیین سریع آهنگ دوز خارجی عناصر توده را دارا می باشد. آشکار ساز فوزویچ تابش گاما یا x سخت گونه های فرااورانیوم و زنجیره اورانیم در بازه kev 150-40 را آشکار می سازد و لیدار جذبی تفاضلی که از یک لیزر فرابنفش کوک پذیر مانند لیزر حالت جامد ti:al2o3 یا لیزر رنگینه ای رودامین 6g یا کومارین بهره می گیرد، فاصله توده های پرتوزا، نوع و غلظت مطلق گونه های پرتوزا و سرعت پخش توده را تعیین می کند. با در نظر گرفتن خصوصیات طیفی اورانیوم و سطح مقطع، غلظت نوعی اورانیوم در اتمسفر، تابش زمینه در بازه طیفی uv و مریی و حساسیت آشکارساز pmt توانایی سیستم ترکیبی در دورسنجی مواد رادیواکتیو به طور نظری بررسی شده است. علاوه بر مقالات isi در مجلات progress in nuclear energy و radiation measurements، در این زمینه مقالاتی را در کنفرانس های بسیار معتبر cleo-2005، 22ilrc-2004 و نیز کنفرانس هسته ای، کنفرانس فوتونیک و کنفرانس سالانه فیزیک ایران به چاپ رسانیده ایم. همچنین از طرف این گروه یک اختراع داخلی به شماره 2005/38405162و خارجی (us patent) به شماره 2007/11782647 در این زمینه نیز به ثبت رسیده است.

در این پایان نامه، خطوط نشری مشخصه ی متعدد هدفهای فلزی (مس، روی و سرب) و مولفه های هوا (نیتروژن و اکسیژن) در حضور رد رادون در هوای اتمسفری با استفاده از پلاسمای ایجاد شده توسط لیزر q-sw nd:yag در یک محفظه ی کنترل شده بررسی شده است. ملاحظه میشود شدت خطوط گسیل گونه های فلزی و مولفه های هوا، در محیط (رادون + هوا) نسبت به هوای سنتز شده قویاً افزایش می یابند. به منظور تعیین فشار بهینه، طیف های مشابه در محیطهای متفاوت زیر اتمسفر بدست آورده شدند. آشکارسازهای ردپای هسته ای حالت جامد نیز برای اندازه گیری فعالیت رادون توسط شمارش ردپاهای ناشی از ذرات آلفا بکار برده شدند. همچنین تأثیر واپاشی رد رادون با گذشت زمان، بر خطوط مشخصه-ی هدف مس بررسی شده است. دمای پلاسما با استفاده از روش نمودار بولتزمن و چگالی عددی الکترون توسط پهن شدگی استارک، برای محیطهای مختلف محاسبه و مقایسه شده است. کلید واژه - طیف سنجی فروشکست القایی لیزری، رادون، طیف نشری مشخصه، آشکارسازهای ردپای هسته ای حالت جامد.

لیزر مولکولی فلورین در کوتاهترین طول موج (158 nm) با توان بالا، گسیل می کند و در فرایند نورکندگی نیز کاربردهای ارزشمندی دارد، که در فشارهای بالای اتمسفر (2-10atm) عملکرد لیزری آن گزارش شده است . در مقابل، لیزری اتمی فلورین در ناحیه سرخ و فروسرخ نزدیک در چندین خط گسیل دارد و از نظر سینتیکی یک لیزر منحصر بفرد بشمار می آید زیرا علاوه بر گسیل در تمامی فشارها (از چند تور تا چند اتمسفر) دارای قابلیت کوک پذیری با فشار نیز می باشد. بهره سیگنال کوچک این لیزر بسیار بالا و 3cm-1 ر0 است . در مقاله قبلی خطوط فشار بالای (5-4atm ر 1) این لیزر را مورد مطالعه قرار داده ایم [34]. اما برای تفسیر دقیق سازوکار دمشی آن می بایست خطوط طیفی فشار پایین این لیزر نیز اندازه گیری می شد که در این مقاله ضمن تعیین شدت خطوط در فشارهای پایین اتمسفر، کار قبلی را در فشارهای بالای 4tam نیز کامل کرده ایم. آزمایشات با تیوب لیزر از جنس تفلون، پنجره های mgf2، الکترودهای آلومینیومی به روش تخلیه عرضی بفاصله 9mm از یکدیگر، مدار دمشی بلوملاین با ولتاژ کار 4-14kv، پیش یونش با ولتاژ 45-60kv، بصورت سیکل باز از مخلوط 2 ر 0 درصد گاز فلورین در هلیم با نرخ تکرار پالس 1-5hz انجام پذیرفته است . خروجی تیوب به یک مانومتر دیجیتالی متصل شده و با پمپ ، تخلیه می شود. انرژی هر پالس در شرایط بهینه 6mj/pulseر 1 با استفاده از ژول متر کالیبره coherent اندازه گیری گردیده است . از سوی دیگر شکل پالس خروجی توسط آشکارساز p-i-n و اسیلوسکوپ 400mhz ثبت شده است . عرض پالس خروجی 8nsec می باشد و به منظور جداسازی خطوط از یک تکفام ساز منشوری استفاده گردید. بطور کلی شش خط لیزری شامل چهارگانه (q) و دو خط دوگانه (d) مشاهده گردید. در فشارهای پایین انرژی پالس خروجی در خطوط بیشتری توزیع شده است حال آنکه در فشارهای بالاتر انرژی پالس بتدریج روی دو خط متمرکز می شود. از سوی دیگر پهن شدگی در لیزر فلورین از 2ghz در فشار 2psia به میزان 60ghz در فشار 5atmر 5 افزایش می یابد که بیانگر اثر غالب پهن شدگی همگن از نوع برخوردی می باشد. سازوکار دمش در لیزر اتمی فلورین بصورت فرآیند انتقال بار مولفه he+ در فشار پایین و مولفه he+2 در فشار بالا به شکل زیر انجام می شود: (فشار پایین) f-+he- ---> f*(3p)+he (فشار بالا) f-+he+ ---> f*(3p)+2he در فشارهای بالا بدلیل افزایش نرخ برخورد he+ با he، مولفه he+2، رو به افزایش می گذارد. سه بازه فشار برای دمش تعریف می گردد. در فشارهای 2-6psia فقط مولفه he+ حضور دارد و مسئول دمش خطوط 7311a ، 7128a و 6348a می باشد. در فشارهای 5atmر 6psia-1مولفه های he+2 و he+ در محیط وجود دارند که باعث دمش کلیه خطوط می شوند. در فشارهای بیش از 5atmر 1 غلظت مولفه he+ در مقایسه he+2 شروع به کاهش می کند که نتیجه آن غلبه دو خط چهارگانه فروسرخ 7399a و 7552a است ، در حالیکه بقیه خطوط به شدت تضعیف می شوند. از آنجا که پیش یونش در فشارهای بالای 5aimر 4 قادر به تخلیه یکنواخت نیست لذا افت این خطوط چهارگانه نیز روی خواهد داد. همچنین در فشارهای زیر اتمسفر عرض پالس افزایش می یافت و در فشارهای نزدیک 3psia به شکل دو قله ای می شد.

در این پروژه اثر پیش پرتودهی باریکه لیزر فرابنفش ‏‎krf(24nm)‎‏ بر چگالی ردپاها و آستانه انرژی ثبت ذرات آلفا بررسی شده است . ابتدا نمونه های آشکارسازهای یکسان با باریکه لیزر اکسایمر ‏‎krf‎‏ در چگالی های انرژی مختلف پرتودهی گردید . سپس نمونه های تابش یافته با لیزر فرابنفش و نمونه های بدون پیش تابش توسط ذرات آلفا ناشی از چشمه ‏‎241am‎‏ با انرژی معین در شار - زمانهای مختلف پرتودهی شدند. برای تعیین آستانه انرژی ثبت ردپاها دو دسته نمونهای پلیمری با ذرات آلفا در انرژیهای مختلف و شار - زمان ثابت پرتودهی شده اند . سپس تمامی نمونه ها توسط روش خورش الکتروشیمایی ‏‎(ece)‎‏ در شرایط یکسان خورش و ردپاهای آشکار شده توسط میکروسکوپ نوری بمنظور تعیین چگالی ردپاهای ذرات آلفا شمارش گردید. نتایج نشان داده است که آستانه ذرات آلفا با پیش پرتودهی ‏‎uv‎‏ به دلیل سختی سطحی پلیمری قدری افزایش می یابد. همچنین چگالی ردپاهای نوترون سریع در دو حالت پیش پرتودهی شده با لیزر فرابنفش و بدون پیش پرتودهی بررسی و مقایسه گردیده اند.

یکی از روشهای بسیار قوی و دقیق جداسازی و خالص سازی ایزوتوپهای مولکولی روش پرتودهی آمیزه مولکولی توسط پالسهای پر قدرت و کوک پذیر لیزری است. با انتخاب و تنظیم مناسب پالسهای لیزری گونه خاصی از ایزوتوپهای مولکولی از طریق جذب چند فوتونی به ترازهای مولکولی برانگیخته صعود می کنند و با ادامه برانگیزش تا مرز گسست با گسسته شدن یکی از پیوندهای مولکولی آن یک اتم از مولکول جدا می شود. مولکولی را که به این شیوه دچار تغییر ساختار شیمیایی شده است می توان به روشهای شیمیایی مناسب به آسانی از آمیزه خارج کرد. با انجام مراحل فوق با تعداد معینی پالس لیزری می توان با ایزوتوپ گزینی رضایت بخشی گونه های ایزوتوپی یک آمیزه مولکولی را از هم تفکیک کرد. این کار طی یک پروژه تجربی کارشناسی ارشد روی ایزوتوپهای مولکول ‏‎sf6‎‏ با لیزر ‏‎co2‎‏ توسط آقای کاوه سیلاخوری و به راهنمایی اقای دکتر پروین در دانشگاه امیر کبیر و همکاری سازمان انرژی اتمی انجام گرفته است. پروژه حاضر سعی دارد با ارائه مدلی مبتنی بر تکمیل و حل معادلات نرخ نتایج و نمودارهای تجربی مذکور را مورد تجزیه و تحلیل قرار دهد. مدل اخیر با تمام سادگی و بدیهی بودنش قادر است بسیاری از نتایج تجربی را تا حدی از نظر مرتبه مقداری و تا حد بسیار مطلوبتری از نظر روند تغییرات کمیات جداسازی در طول زمان جداسازی توجیه و تفسیر کند. فصل اول بحث مفید و مختصری درباره میدانهای الکترومغناطیس کلاسیکی و میدانهای کوانتومی فوتونی ارائه می دهد. فصل دوم تئوری اختلال وابسته به زمان را برای میدانهای مذکور مطرح و در مراتب بالاتر اختلال وقوع گذارهای چند فوتونی را پیش بینی می کند و نیز عبارتی را برای دامنه این گذارها و سهم مراتب مختلف اختلال در آن را به کمک یک روش دیاگرامی ساده ارائه می کند. فصل سوم با بازبهنجارش ماتریس گذار و رفع تکینگی آن سطح مقطع تعمیم یافته گذارهای چند فوتونی را برای تعدادی از اتمها بدست می آورد. فصل چهارم الگوی ترازهای ارتعاشی-چرخشی (ترازهای مولکولی) و مکانیزمهای تعریض آن را مورد بحث قرار داده و فصل پنجم مراحل مخلتف فرایندهای چند فوتونی را از ابتدا تا مرحله گسست مولکول و نیز فرایندهای ناخواسته موجود از جمله برخوردهای بین مولکولی و واهلشهای ناشی از آن را مورد بحث قرار داده و شرایط لیزری برای مشاهده فرایند گسست مولکولی را مطرح می کند. فصل ششم شرایط تجربی و آزمایشی بکار رفته در فرایند جداسازی ایزوتوپهای ‏‎sf6‎‏ توسط لیزر ‏‎co2‎‏ را بطور اخص مطرح کرده و نتایج و نمودارهای تجربی را نشان می دهد. و سر آخر فصل هفتم با طرح مدل معادلات نرخ و تکمیل مرحله به مرحله آن فرایند گسست چند فوتونی را مدل سازی کرده و نتایج حاصل از آن را با مقایسه با نتایج تجربی فصل ششم مورد تجزیه و تحلیل قرار می دهد.