پس از آنکه در سال 1982 لیدبرگ و همکارانش نشان دادند که تشدید پلاسمون سطحی برای کاربردهای حسگری بسیار مفید است مطالعات زیادی به صورت تجربی و تئوری روی انواع مختلف این نوع حسگرها انجام شده است. در این بین حسگر فیبر نوری به دلیل مزیات بالای آن نسبت به انواع دیگر به عنوان نسل جدید این حسگرها بسیار مورد توجه بوده است. در این پایان نامه، خواص یک حسگر سه لایه ای که شامل مغزی، فلز و نمونه می باشد از طریق محاسبه توان تراگسیل به روش ماتریس انتقال و بازتاب های متوالی در ناحیه حسگری برای طلا و نقره که از مهمترین فلزات در حوزه پلاسمونیک هستند بررسی شده است. در این حالت به دلیل استفاده از فیبر چند مدی از تقریب تخت بودن لایه ها استفاده شده است که برای یک فیبر تک مد درست نیست. در بخش دیگر، برای داشتن یک تحلیل دقیق تر (غیر تخت بودن لایه ها) از طریق حل معادله هلمهولتز در داخل فیبر، مدهای انتشاری در ناحیه فیبر معمولی و سپس مدهای موجود در ناحیه حسگری محاسبه شده اند.

امروزه استفاده از نیم رساناهای آلی به عنوان محیط بهره لیزر به علت ساخت آسان و آزادی عمل در تنظیم ساختار شیمیایی بسیار متداول می باشد. در این پایان نامه یک تشدیدگر میکروحلقه آلی با خاصیت ضریب شکست بالا نسبت به محیط اطراف و پمپ طولی مورد بررسی قرار گرفته است. طول موج هایی که قابلیت تشدید در این تشدیدگر را دارند و مدهای متناظر با این طول موج های تشدید با در نظر گرفتن ابعاد به دو روش تحلیلی و شبیه سازی محاسبه شده اند. پروفایل های توزیع میدان الکتریکی برای طول موج های ورودی مختلف مطابق با طیف جذب و گسیل مواد آلی استفاده شده در آزمایش های تجربی، در راستای شعاع و طول بدست آمده اند. مشخص کردن محدوده ثابت انتشار برای مدهای تابشی و کران دار، پارامترهای تاثیرگذار در تعیین میدان کل، رسم نمودار ثابت انتشار بهنجار شده بر حسب بسامد بهنجار، محاسبه ضریب های عبور و بازتاب از میکروحلقه و محاسبه توان آستانه لیزر با استفاده از ضریب شکست گروه بدست آمده در بسامد های تشدید میکروحلقه از دستاوردهای دیگر این پژوهش می باشد.

در این پایان نامه، از مدل شبیه سازی دوبعدی انرژی جنبشی برای بررسی تراست در شیپوره مغناطیسی استفاده شده است. این مدل بر اساس روش ذره ای pic است. همچنین پدیده ی ازهم گسیختگی پلاسما در شیپوره مغناطیسی موتور پیش رانش وسیمر مورد مطالعه قرار گرفته است. در این پایان نامه، ناحیه ی پلوم شیپوره مغناطیسی و همچنین اثر شیپوره بر روی ذرات باردار مافوق صوت بررسی شده است. نتایج حاصل از شبیه سازی نشان می دهد که پدیده ی ازهم گسیختگی پلاسما به یون ها شتاب داده و اولید تراست می کند. تغییرات سرعت یون ها با تغییر میدان مغناطیسی مرکز سیملوله نشان می دهد که سرعت چرخشی یون ها باید با میدان مغناطیسی همخوانی داشته باشد و این باعث بهبود بهره ی شیپوره می شود.