لیزرهای فیبر نوری با مد قفل شده mfls)) پتانسیل این را دارند که در بسیاری از کاربردها جایگزین لیزرهای حالت جامد شوند. این جایگزینی به علت پایداری بسیار عالی، قابل اطمینان بودن و اندازه کوچک آنها انجام می‎شود. انتشار پالس نوری درون هر فیبر از معادله غیرخطی شرودینگر پیروی می‎کند. تحلیل و بررسی نویز کوانتومی در لیزرها دارای قدمت طولانی است. سه منبع درلیزر وجود دارند که باعث به وجود آمدن نویز کوانتومی می شوند. 1) افت و خیزهای پمپ که باعث برانگیخته شدن محیط لیزر می شوند. 2) گسیل خود به خودی محیط لیزر 3) افت و خیزهای حول نقطه صفر که با پاشندگی کاواک رابطه دارند. جیتر اختلاف زمانی بین زمان مطلوب ورود پالس لیزر و زمان واقعی ورود آن است شکل (4-1). در این شکل همان‎طور که نشان داده شده، یک اختلاف زمانی بین سیگنال مبدا و سیگنال اندازه‎گیری شده وجود دارد که به عنوان جیتر معرفی شده است. به عنوان یک مثال ساده‎ اگر سرویس مدرسه، شخصی را هر روز رأس ساعت 7:00 سوار کند، میزان انحراف زمانی یعنی میزان تقدم یا تاخر حضور سرویس در محل، معیاری از مقدار جیتر خواهد بود. با توجه به نتایج به دست امده ،جیتر فرکانس در طول فیبر هیچ تغییری را شاهد نیست اما جیتر زمانی هرچه قدر که در طول فیبر پیش میرویم، افزایش می‎یابد. یعنی به وابسته است. از آنجا که وجود جیتر در سیستم‎های لیزر پالسی، یکی از مهمترین چالش‎های موجود جهت ارتقای کارایی آن می باشد، لازم است بتوان آن را در حد قابل قبولی کاهش داده و حتی جهت بیان کارایی سیستم لیزر، بیان دقیق‎تری از جیتر آن را ارائه داد. با توجه به تنوع و گسترش بخش‎های الکترونیکی سیستم مذکور و احتمال تولید جیتر در تمام بخش‎های آن، بهترین روش جهت حذف جیتر، ردیابی علت وقوع جیتر با‎توجه به نوع و مشخصه جیتر موجود در پالس‎های لیزر خروجی می‎باشد. با توجه به نتایج بدست امده در این پایان نامه به این نتیجه می‎رسیم که جیتر نتیجه برخورد سیگنال با نویز است ، که با انرژی پالس نسبت عکس دارد . یعنی اینکه هرچه از پالس با انرژی بالاتر استفاده کنیم جیتر کمتری را شاهد خواهیم بود. این مقدار در سیستم‎های واقعی بوسیله توان دردسترس در فرستنده‎های نوری و خواص غیرخطی کانال‎های نوری تحت تاثیر قرار می‎گیرد. جیتر هم‎چنین به پهنای پالس هم بستگی دارد، هر‎چه پالس پهنای بیشتری داشته باشد جیتر بیشتری را شاهد خواهیم بود.

ترکیبات میکرومشددهای حلقه‎ای با جفت‎شدگی‎های متفاوت می‎توانند به عنوان اجزای پایه‎ای در مدارهای مجتمع نوری بکار گرفته شوند. قابلیت میکرومشددهای حلقه‎ای در انباشتگی نور، منجر به ایجاد اثرات غیرخطی حتی در شدت‎های ورودی پایین شده و این ابزارهای نوری را برای مقاصد مختلفی از جمله تقویت رامان مناسب می‎سازد. ترکیبی که در این پایان‎نامه مورد بررسی قرار گرفته scissor دوکاناله است. وجود دو موجبر مستقیم در آن امکان ایجاد پس‎خوران بین میکروحلقه‎ها را فراهم آورده و سبب تشکیل مسیرهای تشدید بیشتر و نیز ظهور خصوصیات عبوری متفاوت برای سیستم می‎شود. با انتخاب میکروحلقه‎هایی با شعاع‎های متفاوت و بهره جستن از امکان پس‎خوران سیستم می‎توان به یک صافی پهن‎باند دست یافت. تقویت رامان در چنین سیستمی، با شرط انتخاب پمپی مناسب که بتواند همه فرکانس‎های تشدید سیستم را به خوبی پوشش دهد ما را به یک تقویت‎کننده رامان پهن‎باند با خصوصیات قابل تنظیم می‎رساند. در این راستا استفاده از موادی که ضمن داشتن ضریب شکست خطی بزرگ (که منجر به کوچک‎سازی ابعاد ابزار می‎شود)، ضریب بهره رامان قابل ملاحظه‎ای نیز داشته باشند نظیر سیلیکون و شیشه‎های چالکوجناید اهمیت می‎یابد. در نهایت با تنظیم هر یک از پارامترهای سیستم نظیر شعاع میکروحلقه‎ها، ضرائب جفت‎شدگی و شکل طیف پمپ ورودی می‎توان به یک تقویت‏‎کننده رامان با طیف بهره پهن و اعوجاجات کوچک دست یافت.

هدف ما در این پایان‎نامه تقویت پهنای باند مخابراتی است که با شبیه‎سازی ساختاری بنامcrow که به یون اربیوم آلائیده شده، انجام گرفته‎است. یون اربیوم به علت گسیل‎های اپتیکی که در پهنای باند مخابراتی قرار دارند در تقویت‎کننده‎های مخابراتی مورد استفاده قرار می‎گیرد. ولی همانطور که در فصل دوم بیان خواهد شد محدودیت‎هایی بر بهره ناشی از این یون حاکم است. برای شبیه‎سازی این ساختار ابتدا معادلات آهنگ مربوط به یون اربیوم نوشته و بررسی شده‎است تا میزان بهره حاصله در طول مسیر سیگنال محاسبه گردد. سپس کار را با بیان شرایط مرزی حاکم در مسئله ادامه داده‎ایم. در واقع برای بررسی ساختارcrow ما روش ماتریس انتقال را انتخاب کرده و بهره حاصله بر سیگنال را توسط معادلات حاکم بر اربیوم و اعمال شرایط مرزی توسط این ماتریس‎ها بدست آورده‎ایم. در پایان بیان کردیم که با تغییرات تعداد حلقه ها، شعاع حلقه ها، ضریب‎جفت‎شدگی می‎توان تعدیل همزمان بهره، پهنای باند و تسطیح بهره را به همراه داشته باشیم. و دو نمونه‎ بهینه‎سازی شده را نشان داده‎ایم.

در این پایان نامه، اثر آمیختگی چهارموجی (fwm) و تقویت گسیل خودبه خودی (ase) روی نسبت سیگنال به نوفه تقویت کننده های فیبر نوری آغشته به نقطه کوانتومی (qddfa) بررسی می شود. چون سطح مقطع گسیل برانگیخته در فرکانس ?، به اندازه (شعاع) نقطه کوانتومی بستگی دارد و نقاط کوانتومی اندازه یکسان ندارند، مدل ارائه شده در این پایان نامه، بر اساس مدل لیزری غیرهمگن می-باشد. معادلات آهنگ برای سیگنال ها و ase، برای یک محیط غیرهمگن به طور همزمان نوشته شده اند. اثر پارامترهایqddfa مانند توان سیگنال، توان پمپ و طول فیبر روی بهره تقویت کننده و نسبت سیگنال به نوفه بررسی شده اند. نوفه مربوط به ase با نوفه مربوط به fwm مقایسه شده است. نشان داده شده است که نوفه مربوط به fwm در مقابل نوفه مربوط به ase قابل چشم پوشی است.

استفاده از کره های دی الکتریک میکرونی (میکروکره ها) به عنوان تشدیدگر، به روزهای اولیه اختراع لیزر باز می گردد. فاکتور کیفیت بالا ( ) ، و انبارش نور در نزدیکی سطح میکروکره و هم چنین وابسته بودن مدهای تشدیدی میکروکره به شکل آن و به جنس محیط، باعث شده تا از این تشدیدگر در زمینه های زیادی چون اپتیک کوانتومی، اپتیک غیرخطی، فوتونیک و سیستم های حسگر بیولوژیکی و بیوشیمیایی استفاده شود. در این پایان نامه لیزر رامان میکروکره ای جفت شده به آینه بیرونی به عنوان حسگر بیوشیمیایی پیشنهاد شده است. طول موج های تشدید یا همان wgmها به تغییرات ضریب شکست نزدیک سطح میکروکره بسیار حساس هستند. تغییر ضریب شکست باعث تغییر فرکانس لیزر می شود. ما سیستم میکروکره-آینه را با دو میکروکره جفت شده به هم جایگزین کرده ایم. توان آستانه ی لیزر محاسبه شده است. تغییرات ثابت جفت شدگی بین میکروکره و آینه و هم چنین تغییرات فرکانس لیزر رامان بر حسب فاصله ی میکروکره و آینه رسم شده اند. بعلاوه افت اهمی مربوط به آینه ی فلزی بدست آمده است. نهایتاً نشان داده شده است با به راه افتادن لیزر رامان در میکروکره و در اثر حضور آینه ی خارجی حساسیت این حسگر به اندازه ی یک مرتبه ی بزرگی افزایش می یابد

روش های مختلفی برای سنتز نانولوله های کربنی وجود دارد. اولویت و اهمیت این روش ها بسته به میزان بازدهی و خلوص نانولوله های تولید شده و همچنین فراهم بودن امکانات و وسایل مورد نیاز در آن روش، متفاوت است. به طور کلی، از بین این روش ها، روش رسوب دهی بخار شیمیایی، اگرچه منجر به تولید نانولوله های تک جداره و چند جداره با کیفیت پایین می شود اما حسن استفاده از آن، تولید انبوه می باشد که صرفه اقتصادی تولید را به دنبال دارد. از آن جا که برای سنتز نانولوله به این روش، به دمایی در حدود 1200-600 درجه سانتی گراد نیاز است لذا تکنیک هایی پیشنهاد شده که با کمک آن ها می توان نانولوله را در دمای پایین تری رشد داد. یکی از این روش ها می باشد که در آن از تابش لیزر به عنوان منبع گرما استفاده می شود. مزیت استفاده از لیزر در ساخت نانولوله این است که به دلیل متمرکز بودن نور لیزر، تنها همان قسمت هایی داغ می شوند که نور لیزر به آن می تابد و بدین ترتیب می توان بدون نیاز به گرم کردن تمامی بستر، نانولوله را روی آن رشد داد. در این پایان نامه نانولوله های کربنی به این روش روی بستر سیلیکون و کوارتز رشد داده شده اند. محفظه ای که در این پروژه برای سنتز نانولوله طراحی شده است، دارای قابلیت کنترل و تغییر دمای زیرلایه می باشد و لذا چنان چه نیاز به دمای بالاتری برای سنتز باشد به راحتی می توان آن را فراهم کرد. بعلاوه در این محفظه، لوله ی مسی کار گذاشته شده تا بخار اتانول را از نزدیکی بستر عبور دهد و بدین ترتیب می توان از حضور بخار هیدروکربن در نزدیکی سطح بستر اطمینان حاصل کرد. علاوه بر آن به بررسی برهم کنش اکسایتون با میدان الکترومغناطیسی، روی سطح نانولوله ی کربنی پرداخته و هامیلتونی برهم کنش آن ها برحسب عملگرهای خلق و فنای اکسایتونی محاسبه شده است و نشان داده شده که تنها مدهای پلاریزه شده ی طولی میدان الکترومغناطیسی در ایجادپلاسمون روی سطح نقش دارند و برای توصیف برهم کنش آن ها بایستی تصحیحاتی را روی هامیلتونی انجام داد. پس از آن با استفاده از معادلات ماکسول و با تعریف مولفه های عرضی و طولی میدان الکتریکی برحسب تانسورگرین میدان الکترومغناطیسی و رسانندگی محوری سطح نانولوله، مجموعه معادلات جدیدی به دست آمده که سیستم کوپل شده ی اکسایتون-فوتون را روی سطح نانولوله ی کربنی توصیف می کنند.

در این پایان نامه نخست مبانی نظری پراکندگی نور به ویژه پراکندگی نور از محلول حاوی نانوذرات به طور مختصر آورده شده است. در این بخش از پایان نامه نشان داده می شود که تابع خودبستگی میدان الکتریکی نور پراکنده شده با ابعاد نانوذرات معلق در مایع ارتباط دارد. تابع خودبستگی میدان الکتریکی نور با رابطه سیگرت با تابع خودبستگی شدت نور ارتباط دارد. بنابراین با اندازه گیری شدت نور پراکنده شده در آزمایشگاه و محاسبه تابع خودبستگی آن می توان به ابعاد نانوذرات معلق در مایع دست یافت. در پایان به کارهای تجربی که در آزمایشگاه به این منظور انجام شده ؛ پرداخته شده است. در واقع در آزمایشگاه با آزمون و خطا چیدمانی برای اندازه گیری شدت نور پراکنده شده طراحی و پیاده سازی شد. سپس داده های خام مربوط به شدت نور پراکنده شده با استفاده از الگوریتم محاسبه تابع خودبستگی؛ که توسط خودمان طراحی و برنامه نویسی شده بود؛ به تابع خودبستگی شدت تبدیل شدند. در پایان با تحلیل داده های به دست آمده نتایج جالبی حاصل شد. نتیجه کار به این صورت بود که ابعاد نانوذرات فلزی معلق در مایع تقریبا 4 نانومتر به دست آمد که اندازه گیری های قبلی ابعاد همین ذرات را زیر 10 نانومتر گزارش کرده بود. بدین ترتیب با استفاده از ابزارهای موجود در آزمایشگاه و نوشتن برنامه ای نه چندان پیچیده ابعاد نانوذرات معلق در مایع تخمین زده شد. البته شاید بتوان با تهیه برخی ابزارهای مورد نیاز دیگر و رفع محدودیت های موجود، این چیدمان را به صورت یک بسته دستگاهی درآورد؛ به طوری که کابر تنها نمونه خود را در دستگاه قرار دهد و میانگین و یا تابع توزیع ابعاد نانوذرات را به دست آورد.

میکروکره، تشدیدگری از جنس شیشه، پلیمر یا سرامیک، با شعاعی از مرتبه ده میکرون (?m1000- ?m1) است که نور را به طور فضایی و زمانی محبوس می کند. با استفاده از میکروکره ها، به علت فاکتور کیفیت بالا تا مرتبه 1011، حسگر های بیولوژیکی فوق حساس بر اساس تئوری اختلال طراحی و ساخته شده اند. با قرار گرفتن بیو -مولکول روی سطح میکروکره و قطبیده شدن آن توسط میدان الکترومغناطیسی محو شونده خارج از سطح میکروکره، فرکانس تشدید میکروکره جا به جا شده که با استفاده از روابط حاکم بر تئوری اختلال، اندازه و جرم بیو مولکول قابل محاسبه می باشد. با انباشته شدن میدان درون میکروکره زمینه برای ایجاد اثرات غیرخطی با توان آستانه پایین مثل پراکندگی رامان برانگیخته فراهم می شود. در دو دهه اخیر روش های اپتیکی از جمله اسپکتروسکوپی رامان کاربرد زیادی در طراحی و ساخت حسگرهای بیولوژیکی و شیمیایی در زمینه شناسایی مولکول ها پیدا کرده است. اما از آن جایی که سطح مقطع پراکندگی رامان از مرتبه 30-10 می باشد و سیگنال پراکنده شده رامان خیلی ضعیف می باشد، با استفاده از طیف سنجی رامان قادر به آشکارسازی بیو مولکولی با غلظت کم در خون نخواهیم بود. برای رسیدن به این هدف، استفاده از روش پراکندگی رامان تقویت شده سطحی (sers) با زیر لایه های طلا و نقره به منظور بالا بردن سطح مقطع پراکندگی رامان و در نتیجه تقویت سیگنال رامان تا مرتبه 1014 که منجر به بالا رفتن حساسیت سیستم می شود، پیشنهاد شده است.

در این رساله، دوپایداری نوری در حلقه فیبر نوری که نیمی از آن آغشته به یون های اربیوم و نیمه دیگر آغشته به نقطه های کوانتومی است، در حالت پایا و گذرا مورد مطالعه قرار گرفته است. نیمه آغشته به نقطه های کوانتومی، نقش جاذب اشباع پذیر را دارد که باعث ایجاد دوپایداری نوری می شود. نیمه آغشته به یون های اربیوم، به عنوان تقویت کننده، با تقویت سیگنال داخل حلقه باعث کاهش توان کلیدزنی می شود. دوپایداری نوری در حلقه فیبر نوری در حالت پایا با روش تحلیلی و عددی بدست آمده و مقادیر عددی دو نقطه گذار بالا و پایین مشخص گردیده و توان کلیدزنی در هر دو روش تحلیلی وعددی حدود 7mw بدست آمده است. سپس تغییر توان کلیدزنی تحت پارامترهای مختلف حلقه فیبر از جمله غلظت یون-های اربیوم، ضریب عبور، توان دمش و...مورد بررسی قرار گرفته است. و در نهایت رفتار زمانی حلقه فیبر نوری با حل عددی بررسی شده است.

میکروکاواک ها نقش مهمی در چند برابر کردن فرایند های اپتیکی و کاواک کوانتوم الکترودینامیک، در علم فوتونیک و کارایی حسگری مواد دارند. یک حسگر میکروکره ساده اغلب از یک میکروکره، فیبر نازک شده جفت شده به میکروکره، لیزر ورودی به فیبر نازک شده با طول موج معین و آشکار ساز تشکیل می شود. طیف پراکندگی رامان در اثر حضور مولکول های مورد شناسایی توسط آشکارساز ثبت می شود. روش خیلی موثر برای انباشتگی نور، بازتاب کلی درون میکروکره می باشد. میدان افزایشی حاصل از انباشتگی نور دلیلی بر مشاهده پدیده غیر خطی پراکندگی رامان القایی می باشد. در این پایان نامه جفت شدگی یک مولکول به صورت یک دو قطبی تابشی به مد های wgm میکروکره پرداخته شده است. به منظور بالا بردن حساسیت حسگر از یک صفحه فلزی استفاده شده است. کوپل میکروکره– صفحه فلزی، مانند پیکربندی اتو، باعث تحریک پلاریتون های پلازمون سطحی روی تک مرز مشترک فلز- هوا می شود و توسط پراکندگی افزایش یافته رامان، در اثر برهم کنش مولکول مورفین با پلاریتون های پلازمون سطحی، می توان حتی یک مولکول مورفین را توسط روش این پایان نامه شناسایی کرد.

هدف از انجام این پایان نامه، بررسی عوامل موثر بر پاشندگی در پراکندگی القایی رامان برای فیبر بلور فوتونی است. پراکندگی القایی رامان، ابزاری برای مطالعه سطوح انرژی ارتعاشی مولکول ها و ارتعاشات شبکه در بلور می باشد. وقتی یک پرتو لیزر قوی درون مولکول منتشر می شود، مدهای درون مولکول به ارتعاش در می آیند. بر هم کنش غیرخطی امواج و ماده ناشی از پذیرفتاری رامان مرتبه سوم می باشد. پذیرفتاری رامان (پاسخ غیرخطی مولکول (ماده) نسبت به شدت میدان اعمالی)، خود شامل دو قسمت حقیقی و موهومی است. قسمت حقیقی آن به پاشندگی و قسمت موهومی به بهره فرآیند مربوط می شود، که ما در اینجا به قسمت حقیقی آن می پردازیم. در کارهای قبلی انجام شده، میدان وارد بر مولکول شامل دو جمله میدان لیزری و میدان استوکس بوده است. در این پایان نامه، میدان وارد شده بر مولکول، شامل سه جمله میدان لیزری، استوکس و آنتی استوکس قرار دادیم. پذیرفتاری استوکس رامان را بر حسب فرکانس ارتعاشی مختلف بررسی کردیم. از طرفی، ضریب جذب و ضریب کوپل شدگی استوکس و ویژه مقدار بهره جفت شدگی را برای دو حالت با تطبیق فاز مختلف بررسی کردیم و در آخر عوامل موثر بر پاشندگی را مورد بررسی قرار داده ایم.

در لیزرهای معمولی، کاواک نوری که فوتون ها را محبوس می کند، ویژگی های اساسی مدهای لیزر مثل طول موج، الگوی پخش، جهت و پلاریزاسیون آن ها را تعیین می کند. اما در لیزرهای تصادفی که بدون آینه و کاواک از پیش تعیین شده می باشند، نور درون ماده بی نظم از طریق پراکندگی متعدد محبوس می شود. غیرخطی بودن می تواند انتقال نور در ماده بی نظم را تقویت کند. اثرات غیرخطی در لیزرهای تصادفی برجسته است، به این دلیل که محدودیت فضایی مدهای لیزر در شدت بالای لیزر اتفاق می افتد. در این پایان نامه اثر غیرخطی کر بر جایگزیدگی نور در سیستم تصادفی بررسی شده است. شبیه سازی عددی بر اساس روش مستقل از زمان ماتریس انتقال، نشان می دهد که اثرغیرخطی کر با ضریب کر مثبت می تواند جایگزیدگی نور در سیستم بی نظم را بهبود بخشد و شدت در کاواک ها به دلیل اثر خود-کانونگی نور که ناشی از تغییرات ضریب شکست در ماده کر می-باشد، افزایش می یابد. این افزایش شدت در کاواک هایی که نور در آن ها جایگزیده شده، به نسبت دیگر کاواک ها برجسته تر است.

لیزر تصادفی نوعی لیزر است که به دلیل عدم نیاز به فیدبک خارجی و پدیده هایی مثل چندپراکندگی و فیدبک تشدیدی و غیرتشدیدی مورد توجّه است که همین خصوصیتها سبب کاربرد آن در زمینه های گوناگون شده است. این لیزر برای مشاهده ی جایگزیدگی اندرسون امواج الکترومغناطیسی در محیطهای بینظم نیز به کار رفته است. در این کار، ابتدا یک لیزر تصادفی در یک محیط یک بعدی از طریق تفاوت تصادفی در طول محیط فعال تعریف شده و سپس لیزر تصادفی ایجاد شده به صورت تحلیلی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. محیط مورد نظر با استفاده از نرم افزار متلب شبیه سازی شده و ویژگی های مختلف آن مورد بررسی قرار می گیرد. با استـفاده از همین شبیه سازی، تاثیر تغییرات تصادفی طول محیط فعال بر اثر قفل تزریقی در رژیم جایگزیدگی اندرسون در یک بعد بررسی خواهد شد.

نمایش گرهای فاصله نزدیک جدیدترین و از نظر تکنولوژی ساخت برترین دسته ی نمایش گرهای انعطاف پذیر مبتنی بر دیودهای نوری آلی هستند. نمایش با کیفیت تصاویر در صفحه نمایش کوچک این نمایش گرها مستلزم افزایش ریزنمایی و به عبارتی کاهش اندازه ی سلول های نمایش تا مرتبه ی چند صد نانومتر می باشد. طرح زنی نانومتری لایه ی پلیمری مورد استفاده در نمایش گر اصلی ترین روش ساخت نانو دیودهای نوری آلی است. در این کار استفاده از خواص نوری-حرارتی آرایه های منظم نانوذرات طلا به منظور طرح زنی نانومتری سطوح وسیع پلیمری پیشنهاد و مورد مطالعه قرار گرفته است. نانوساختارهای کوپلیمر بلوکه ای انتخاب منحصر به فردی برای ساخت آسان و ارزانِ نمونه های بسیار باکیفیت از آرایه های منظم نانوذرات فلزی می باشد. در سیستم مورد بررسی, نانوذرات در لایه ای از جنس سیلیکا در نظر گرفته و برخلاف تمامی کارهای قبلی, فیلم مورد نظر برای طرح زنی نه در تماس مستقیم با نانوذرات بلکه بر روی سطح سیلیکا قرار داده می شود. وجود لایه ی سیلیکا باعث می شود که درطی فرایند نوردهی نانوذرات از تمامی آسیب های احتمالی در امان به مانند. محاسبات برای برهم کنش با لیزر پالسی نانوثانیه و تحت دو قید دمایی حاکم بر بیشینه ی دمای نانوذره و بیشینه ی دمای سطح فیلم انجام شده اند. همچنین تاثیر کمیت های مختلف بر مشخصات ناحیه ی تغییر حالت یافته در سطح فیلم مورد مطالعه قرار گرفته است.

مطالعات لیزدهی در محیط نامنظم یک موضوع مهم تئوری و آزمایشگاهی بوده است. لیزرهای تصادفی نوع جدیدی از لیزر هستندکه مکانیسم پس خوراند آن ها بر اساس پراکندگی بی نظم نور پایه ریزی شده است. عدم نیاز این لیزر ها به پس خوراند خارجی موجب می شود که ساخت این لیزرها بسیار ساده و ارزان باشد. اکسید روی یک ماده تکنولوژیکی مهم با کاربرد فراوان است و یکی از محدود اکسیدهایی است که آثار کوانتومی را نشان می دهد و در تولید لیزر تصادفی کاربرد دارد. همچنین مشاهده عمل لیزدهی پودرهای فلزی اکسید روی در محلول کلوییدی برای تقویت محیط های تصادفی اهمیت استفاده از آن را بیشتر کرده است. این نتایج باعث بالا بردن استفاده از این پدیده برای کاربردهای گوناگون شده است. در این پایان نامه ابتدابا توجه به اهمیت و ویژگی های منحصر به فرد لیزرهای تصادفی بسیاری از خواص و کاربردهای آن به صورت نظری بیان شده است. سپس با استفاده از روش تجزیه حرارتی مراحل ونتایج سنتز نانو ذرات اکسید روی ذکر شده، از آنجا که اکسید روی ماده مناسبی جهت کاربرد و ساخت لیزرهای تصادفی است، روش ساخت یک نوع لیزر تصادفی با استفاده از نانو ذرات اکسید روی در محلول رودامین b وپلی وینیل الکل (pva) بررسی شده است. در نهایت نتایج آزمایش های انجام شده ارائه می شود.

در این پایان نامه، سازو کار کلی حسگر های نشت یابی لوله های نفتی را بررسی ، و نحوه ثبت دما و کرنش در این حسگرها را تشریح می کنیم. استفاده از این حسگر های فیبر نوری، به علت افت سیگنال درون آنها پس از طی مسافت مشخصی، محدود می باشد، بنابراین برای اینکه این حسگرها برای مسافت های طولانی تری کاربرد داشته باشند، باید افت سیگنال جبران شود. حسگرهایی را که به طور خاص بررسی می کنیم، حسگرهای مبتنی بر بریلوئن می باشند. در ادامه، معادلات حاکم بر پراکندگی بریلوئن را معرفی، و راه حل های مختلفی که ارائه شده است را بررسی می کنیم و با مقایسه آنها با نتایج عملی، میزان صحت آنها را مشخص می نماییم. سپس مدلی را که به نسبت دیگر مدل ها، کاملتر و دقیقتر است را معرفی کرده و نتایج تئوری آن را مورد تحلیل قرار می دهیم. سپس از معادلات مربوط به پراکندگی بریلوئن و اندرکنش بین امواج پمپ و کاوشی، برای بررسی سیستم های حسگری دما و کرنش توزیعی بر اساس پراکندگی بریلوئن استفاده می کنیم و راه کارهای مختلفی را برای افزایش دقت و طول حسگرهای فیبر نوری ارائه می دهیم.

امروزه تولید امواج مایکروویو توان بالا برای اندازه گیری آستانه ی استقامت دستگاه های الکترونیکی در مقابل میدان های شدید الکترومغناطیسی و اسلحه ی الکترومغناطیسی مورد توجه فیزیکدانان و مهندسین قرار گرفته است. یکی از روش های مرسوم استفاده از روش بلورهای فوتونی خط انتقال غیرخطی می باشد. شکاف هوایی در ولتاژهای بالا یکی از عناصر غیرخطی در این گونه مولدهای پر توان مایکروویو است. در خط انتقال شکاف هوایی از جرقه ی الکتریکی در شکاف های هوایی برای تولید تپ های پرتوان مایکروویو استفاده کرده، یک مولد پر قدرت مایکروویو بلور فوتونی طراحی، ساخته و مورد آزمایش قرار داده ایم. برای کاهش اثرات تصادفی زمان تخلیه در شکاف های هوایی در این پایان نامه، تخلیه ی درخششی ماوراء بنفش عایق، پیشنهاد و مورد آزمایش قرار گرفت. آزمایشات انجام شده نشان می دهند استفاده از روش تخلیه ی الکتریکی درخششی، موجب کاهش اثرات تصادفی تخلیه ی جرقه می شود.

در سال‏های اخیر توجه زیادی به گسترش تحقیقات در زمینه دیود‏های نورگسیل آلی(oled)، صورت گرفته است. در آینده، این چشمه‏های نوری جایگاه ویژه‏ای در صنعت روشنایی و همچنین ساخت نمایشگر‏ها خواهد داشت. در این تحقیق، طراحی و ساخت دیود نورگسیل آلی با قابلیت تولید نور سبز مورد توجه قرار گرفته است. در این راستا، ابتدا به تحلیل سازو‏کار تولید نور به‏وسیله دیود نورگسیل آلی پرداخته شده است، در بخش دوم دیود نورگسیل آلی با ساختار"ito/pedot:pss/pvk/alq3/lif/al" ساخته و تاثیر استفاده ازlif به عنوان لایه بین کاتدی، در این ساختار بررسی شد.در مرحله بعد به‏وسیله پیش حرارت و اضافه گردن گلیسیرین به محلول pedot:pss به عنوان لایه تزریق کننده حفره، بازدهی قطعه بهینه گردید. در نهایت با استفاده از لایهpedot:pss بهینه سازی شده به عنوان الکترود آند، دیود نورگسیل آلی بدون ito ساخته شد.

در ادامه گسترش تتوری لیزر و بررسی محیط های نامنظم، تئوری لیزر تصادفی شکل گرفته است. لیزر های تصادفی نوع جدیدی از لیزر ها هستند، که پس خوراند مورد نیاز لیزر از طریق پدیده پراکندگی چندگانه تامین می شود. لیزرهای تصادفی بدلیل جالب توجه بودن فیزیک و کاربردهای آن ها در چند دهه اخیر مورد توجه قرار گرفته اند. ویژگی های منحصر بفرد لیزر تصادفی منجر به ایجاد کاربردهای جدید می شود؛ از طرفی تئوری لیزر تصادفی ابزار مناسبی جهت بررسی پدیده جایگزیدگی نور است. از آن جا که لیزر تصادفی در محیط های بی نظم رخ می دهد، این پدیده گستره وسیعی از مواد را در بر می گیرد و با توجه به عدم نیاز به کاواک خارجی دقیق از نظر ساخت بسیار کم هزینه و ساده خواهد بود. در این پایان نامه اثرات غیر خطی در مدل یک بعدی لیزر تصادفی مورد بررسی قرار می گیرد. ابتدا انواع و تئوری های لیزر تصادفی و سپس اثرات غیر خطی معرفی شده اند. مطالعه اثر اشباع بهره و اثر کر با استفاده از روش ماتریس انتقال همراه با تکرار انجام شده است. سپس کاربردی از لیزرهای تصادفی در محیط شامل نانو ذرات، با استفاده از محاسبه رفتار آماری مطرح می شود. به منظور آشنایی با تقویت رامان، معادلات جفت شده تقویت رامان نیز به صورت عددی حل خواهند شد. دو قسمت قبل برای ورود به مسئله لیزر تصادفی رامان ضروری هستند. مطالعه تئوری و بررسی رفتار آماری لیزر تصادفی رامان، که بهره از طریق پراکندگی رامان فراهم می شود، برای اولین بار صورت گرفته است. روش ماتریس انتقال شامل بهره رامان به همراه اثر اشباع در کنار مطالعه آماری سیستم تصادفی معرفی می شود. با بکارگیری این روش عوامل موثر بر لیزر تصادفی رامان، از جمله محل قرارگیری مرکز پهنای خط رامان، میزان بی نظمی محیط، توان پمپ و... بررسی می شود. خروجی لیزر تصادفی، رفتار پمپ آستانه، توزیع مکانی توان در محیط و... در کنار میانگین گیری مورد مطالعه قرار گرفته است.

از نقطه های کوانتومی می توان در تقویت کننده های فیبر نوری به عنوان آلاییده استفاده کرد. فیبر نوری آغشته به نقاط کوانتومیpbse بهره ای بالا روی تمام پنجره مخابراتی 1/7-1/2 نانومتر ایجاد می کند. بنابراین میتواند گزینه ای مناسب از تقویت کننده های فیبر نوری برای سیستم های با ظرفیت بالا به مانند dwdm و cwdm باشد. در شبکه های انتقال اطلاعات با نرخ بالا،تعداد کانال های تقویتی بیش از یکی می باشد و بدیهی است با روشن و خاموش شدن تعدادی از کانال ها، توان در کانال های باقی مانده که اصطلاحا به آنها کانال های زنده گفته می شود، کم و زیاد می شود. یکی از روش هایی که برای بهینه سازی این اتفاق ناخوشایند و پایدار سازی بهره به کارگرفته می شود استفاده از سیستم پس خوران نوری می باشد. در این پایان نامه با کمک حل عددی معادلات حاکم بر جمعیت تراز بالایی لیزر، سیگنال های پمپ، سیگنال های لیزرو سیگنال های تقویتی، شامل یک دستگاه معادلات دیفرانسیل کوپل شده با مشتقات جزئی، رفتارگذرای تقویت کننده نوری آغشته به نقاط کوانتومی pbse در مدل غیرهمگن با پایدارسازی تمام بهره نوری با استفاده از دو حلقه پس خوران و اثر خاموش و روشن شدن کانال ها بر روی بهره یکدیگر بررسی شده است.

لیزر تصادفی براساس پراکندگی چند گانه در محیط دارای بهره اپتیکی و در نتیجه ایجاد پس خوراند به صورت تشدیدی و غیرتشدیدی کار می کند. عدم نیاز به پس خوراند خارجی عامل اصلی تفاوت بین این نمونه از لیزر و لیزر معمولی است. در این پایان نامه، یک مدل یک بعدی برای شبیه سازی لیزرهای تصادفی به کارگرفته می شود. این مدل سازی براساس تصادفی بودن طول محیط فعال در نمونه، مورد بررسی قرار خواهد گرفت و برای نخستین بار، اثر رامان به عنوان یک اثر غیرخطی مرتبه سوم و با هدف بررسی این اثر در لیزر تصادفی به نمونه اضافه می شود. مدل مورد نظر با روش مستقل از زمان، ماتریس انتقال و در حوزه فرکانس، مطالعه می شود. در این مدل سازی مواردی مانند مدهای لیزر تصادفی رامان، توزیع شدت در محیط یک بعدی لیزر تصادفی رامان و تاثیر وجود محیط غیرخطی، بر مدهای این نمونه از لیزر، مورد تحلیل و بررسی قرار می گیرد.

یکی از مهم ترین مشکلات مخازن گاز طبیعی، حضور گاز هیدروژن سولفید(h2s) است. این گاز در گل حفاری به سادگی حل می شود و به تمام وسایل فلزی که با گل حفاری در تماس هستند، لطمه می زند. با ردیابی منشأ و علل افزایش هیدروژن سولفید و زونبندی مناطق مورد مطالعه بر حسب ترش شدگی می توان ریسک اکتشاف و تولید را با کم ترین هزینه کاهش داد و میزان حضور این گاز را قبل از حفاری پیش بینی نمود. در این پژوهش یک حسگر فیبر نوری گاز h2s مبتنی بر تشدید پلاسمون سطحی با استفاده از نرم افزار متلب مورد بررسی قرار گرفت. در این حسگر از فیلم نازک ag/zno استفاده شده است. این حسگر تحت مدولاسیون طول موج کار می کند. حضور گاز h2s در اطراف ناحیه حسگر تابع دی الکتریک zno را تغییر می دهد و یک فرورفتگی در طیف عبوری ایجاد می کند. حسگر پیشنهادی می تواند به منظور پایش لحظه ای گاز h2s مورد استفاده قرار گیرد.

فیبرهای شبه بلور فوتونی همانند فیبرهای بلور فوتونی دارای ویژگی های بسیار جالبی از جمله تک مد بودن به طور بینهایت، پاشندگی فوق مسطح و دو شکستی بالا هستند. با توجه به وابسته بودن غلاف آن ها به طول موج و قابلیت دست کاری حفره های هوا در غلاف میتوان ویژگی های فیزیکی را بهبود بخشید. اخیراً به دلیل وجود ساختار جالب و مشاهده ی ویژگیهای فیزیکی بهبود یافته در فیبرهای شبه بلور فوتونی نسبت به فیبرهای بلور فوتونی و کاربرد آنها در سیستم های مخابراتی مورد مطالعه قرار گرفته اند. ما ویژگی های این فیبرها همچون دوشکستی و پارامتر v ناحیه ی تک مد را محاسبه کرده و نهایتاً محدوده ی تک مد بودن و چند مدی را به خوبی نشان داده ایم. با توجه به اهمیت پارامتر دوشکستی در کاربردهای مختلف از جمله فیبرهای نگهدارنده ی قطبش و اینکه فیبر شبه بلور فوتونی 8 و 10 _گانه بصورت ذاتی دارای دوشکستی بسیار پایینی و در حد صفر می باشد، ما دو ساختار متفاوت اصلاح شده از این دو فیبر را پیشنهاد کرده و با بهینه کردن تمام پارامترهای مرتبط با سطح مقطع فیبرها، ویژگی دوشکستی را محاسبه و نمودار آنرا ترسیم کرده ایم.

تعیین مکرر میزان قند خون، جزء جدایی ناپذیر زندگی روزمره ی بیماران دیابتی است. از آنجا که بسیاری از روش های متداول، نیازمند گرفتن قطرات خون برای اندازه گیری غلظت قند خون هستند؛ باعث ایجاد درجه ای از درد و جراحت در پوست می شود. برای رفع این معایب این پایان نامه سعی دارد سیستمی را ارائه دهد که با تمرکز بر روی روش فوتوآکوستیک، توانایی بالقوه در اندازه گیری غیر تهاجمی قند خون را فراهم سازد. در این سیستم از یک لیزر کوانتومی آبشاری پالسی در ناحیه ی اواسط فروسرخ، یک فیبر نوری تک مد با ضریب شکست پله ای و یک میکروفن الکترونیکی استفاده شده است. با تابش نور لیزر درون فیبر نوری که به دور انگشت دست پیچیده شده است، امواج نزدیک به سطح درون پوشش فیبر تولید می شود که با برداشتن موضعی پوشش فیبر این امواج در عمق پوست نفوذ کرده و باعث تولید چشمه ی موضعی گرما و در نتیجه تولید فشار صوتی در پوست می گردد. با اندازه گیری فشار صوتی به وسیله ی یک میکروفن الکترونیکی، تعداد مولکول های برانگیخته که در اینجا مولکول های گلوکز هستند، میزان قند خون در بدن اندازه گیری می شود.

بر هم کنش تپ های لیزر پرتوان و فوق کوتاه با محیط پلاسما در سال های اخیر بسیار مورد توجه بوده است. در بر هم-کنش تپ های کوتاه و محیط پلاسما، پدیده های غیرخطی زیادی را می توان مورد بررسی قرار داد که در بهبود شتاب الکترون ها موثر هستند. در این رساله، با انتخاب توزیع عرضی تپ به صورت نمای لاگر-گاوسی، اثر خودکانونی مطالعه می شود. افزایش شدت و اندازه لکّه لیزر ورودی، اثر خودکانونی قوی تر را موجب می شود. در این پژوهش رابطه ای برای توان بحرانی کانونی شدن مدهای لاگر-گاوسی در برهم کنش با محیط پلاسما، استخراج می شود. نتایج نشان می-دهند پرتوهای گردابی با اندیس پیچش بیشتر، برای کانونی شدن توان ورودی بالاتری احتیاج دارند. اگر عرض پرتو لیزر ورودی قابل مقایسه با طول موج آن باشد، اثرات تصحیح برداری را نیز باید درنظر گرفت. اگرچه این اثرات از نظر مقدار کوچک می باشند، ولی در جلوگیری از تخریب پرتو، مهم و موثّر هستند. مولفه طولی میدان پرتوهای با اندازه لکّه عریض، در مقایسه با مولّفه عرضی کوچک می باشد؛ درحالی که، مقدار آن برای پرتوهای به شدت متمرکزشده، قابل ملاحظه می شود و نقش بسیار مهمی را هنگام شتاب الکترون ها ایفا می کند. برهم کنش پرتو لیزر پیچشی با محیط پلاسمای جاذب از موارد دیگر مورد بررسی می باشد. در این نوع برهم کنش، حتی اگر پرتو قطبیده خطی هم باشد، اثر معکوس فارادی می تواند اتّفاق بیافتد و یک میدان مغناطیسی قوی محوری در راستای انتشار ایجاد می گردد. این میدان مغناطیسی با درنظرگرفتن شیب مثبت برای چگالی الکترون ها در جهت انتشار پرتو لیزر، بهبود می یابد. به عنوان مثالی خاصّ، انتشار پرتوهای لاگر-گاوسی در بلور فوتونی پلاسمایی یک بعدی بررسی می-شود. وجود لایه های پلاسمایی، درجه ی آزادی بیشتری را برای کنترل عبور امواج از این گونه ساختارها ایجاد می-کند. با درنظرگرفتن اثرات برداری و مولفه طولی میدان الکتریکی، نیروی پاندرماتیو طولی می تواند بهبود یابد و درنتیجه، شتاب الکترون ها در شتاب دهنده های لیزر-پلاسمایی بیشتر می شود.

امروزه مطالعه ی آرایه های موج بری به دلیل کاربرد زیاد آن ها در صنعت از اهمیت زیادی برخوردار است. از این¬رو که آرایه دو حلقه¬ای با فیبر مرکزی می¬تواند یکی از انواع مهم آرایه¬ها باشد، مطالعه¬ی خصوصیات و نحوه¬ی انتشار نور در آن نیز می¬تواند بسیار جالب و با اهمیت باشد. همچنین این آرایه می¬تواند به عنوان یک ماشین لیتوگرافی نوری به کار گرفته شود. در این پایان¬نامه انتشار نور در آرایه دو حلقه¬ای¬ با فیبر مرکزی مورد بررسی قرار گرفته است. بررسی¬های انجام شده براساس حل معادلات انتشار که از تئوری مد جفت شده به¬دست می¬آیند، می¬باشد. بررسی انتشار نور در آرایه برای دو حالت منظم و حالت آرایه نامنظم انجام شده است و تاثیرات این بی¬نظمی بر انتشار نور در سیستم، مورد مطالعه قرار گرفته است. مطالعه¬ی شرایطی که طبق آن بتوان از آرایه برای فرآیند لیتوگرافی استفاده کرد از دیگر بررسی¬های انجام شده می¬باشد. تمامی بررسی¬های انجام شده از طریق شبیه¬سازی و حل عددی معادلات است و نتایج شبیه¬سازی¬های انجام شده، مورد بحث قرار گرفته است.

آرایه دایره¬ای دو حلقه ای فیبر نوری به عنوان یک ابزار مهندسی و ابزاری دارای توانایی کنترل خصوصیات بنیادی انتشار نور می تواند بسیار پر کاربرد باشد. این آرایه خصوصیات منحصر به فردی در انتشار خطی و غیرخطی نور از خود نشان می دهد. آرایه دایره ای دو حلقه ای فیبر نوری می تواند یک ابزار کاربردی در زمینه نانوحکاکی باشد و به عنوان یک ماشین نانوحکاکی تمام نوری به کار گرفته شود. در این پایان نامه یک مدل برای شبیه سازی انتشار نور در آرایه های دایره ای دو حلقه ای ارائه می شود. این شبیه سازی به منظور بررسی نحوه انتشار نور در حالت های مختلف در چندین مرحله از جمله برای آرایه منظم، آرایه نامنظم، انتشار غیرخطی نور و کاربرد آرایه در نانوحکاکی انجام می شود. بررسی انتشار نور در آرایه مورد نظر، با حل معادلات انتشار که از نظریه مد جفت شده به دست می آیند انجام می شود و شبیه سازی آرایه به وسیله حل عددی دسته ای از دستگاه معادلات دیفرانسیل غیرخطی جفت شده صورت می گیرد. در شبیه سازی مواردی مانند پراش گسسته، جایگزیدگی اندرسون، آثار غیرخطی خودکانونی، خودواگرایی و خود به دام اندازی مورد تحلیل و بررسی قرار می گیرند.

در رمزنگاری کوانتومی یک ناظر نمی‏تواند سمت‏گیری و یا قطبی شدن فوتون را بدون آشفتن فوتون و تغییر دادن نتیجه آن دریابد. در پروتکل پینگ-پنگ که برای مبادله اطلاعات کوانتومی مورد استفاده قرار می‏گیرد، یک حالت اولیه برای برقراری ارتباط، توسط فرستنده تولید و آماده می‏شود. در این تحقیق ابتدا روش تولید حالت درهمتنیده (جهت استفاده به عنوان حالت اولیه در پروتکل) با استفاده از فرآیندهای pdc توضیح داده شده و درر ادامه فرض شده که میدان پمپ در pdc در ناحیه بهره زیاد کار کند به طوریکه مرتبه دوم بهره پمپ نیز در بسط حالت تولید شده، ظاهر شود. بنابراین علاوه بر یک زوج فوتون درهمتنیده (که تاکنون در پروتکل‏های رمزنگاری کوانتومی مورد استفاده قرار ‏گرفته است)، دو زوج دو – فوتون درهمتنیده نیز تولید شده است. کلیه محاسبات برای به دست آوردن این زوج دو- فوتون درهمتنیده صورت گرفته است. سپس فرض شده که فرد استراق سمع کننده (فضول)، وجود این حالت در کانال ارتباطی کوانتومی را حدس زده و قصد استراق سمع بر روی این حالت را دارد. بعد از آن، فضول با روشی حالت اول را حذف کرده و حالت دوم را برای خود نگه داشته است بنابراین هر عملیات استراق سمعی که انجام داده است بر روی حالت دوم بوده و قصد داشته که با این کار احتمال شناسایی شدنش کمتر شود. در نهایت، امنیت پروتکل پینگ-پنگ (با در نظر گرفتن وجود حالت دوم در کانال) به روش‏های مختلف بررسی و نحوه و میزان اطلاعاتی که فضول به دست می‏آورد، محاسبه گردیده است. پس از بحث و بررسی روش‏های مختلف، این نتیجه حاصل شده است که میزان اطلاعاتی که فضول از حالت دوم به تنهایی به دست آورده، قابل چشمپوشی است. از سوی دیگر، در مدت زمانی که فضول مشغول استراق سمع و دستکاری بر روی حالت دوم بوده، فرستنده و گیرنده اصلی، اطلاعات خود را بر روی حالت اول (بدون اینکه فضول بر روی این حالت استراق سمع کرده باشد) رد و بدل کرده‏اند. بنابراین همین امر به عنوان شاهدی بر افزایش امنیت انتقال اطلاعات در این روش در نظر گرفته شده است.

نظارت بر قند خون اولین قدم در پیشگیری و کنترل بیماری دیابت است. دستگاه های پایش قند خون باید به طور پیوسته قند خون را اندازهگیری نمایند؛ ضمن این که کمترین جراحت را به فرد مبتلا به دیابت وارد کنند. حسگرهای قند خون در دسترس برای نظارت پیوسته ی داخل بدن، به صورت کاوشگرهای سوزنی مانند کاشته شده در زیر پوست هستند که بر اساس الکترودهای آنزیمی آمپرمتریک یا میکرودیالیز کار می کنند. نمونه دیگری از حسگر های قابل کاشت برای اندازه گیری پیوسته قند خون، حسگر فلوئورسانسی هستند. این تحقیق مروری بر روش های اندازه گیری قند خون با استفاده از فلوئورسانس است. ضمن این که در این تحقیق ساز و کار یک سیستم سنجش قند خون فیبر نوری مبتنی بر انتقال انرژی تشدید فلوئورسانسی، مورد بررسی قرار گرفته است. این حسگر، در واقع یک فیبر تو خالی حاوی پروتئین اتصال گلوکز آغشته به رنگ فلوئورسانسی و یک واحد سیگنال دهی فلوئورسانسی بوده و قادر است میزان غلظت گلوکز را بر اساس انتقال انرژی تشدید فلوئورسانسی، اندازه گیری نماید. در این حسگر از فیبر نوری به منظور فرستادن نور برانگیختن و دریافت سیگنال های فلوئورسانسی استفاده شده است.

در این پایان نامه به بررسی چگونگی انتشار نور در آرایه ی خطی فیبرنوری، آرایه ی دایروی فیبرنوری و آرایه ی دایروی فیبرنوری جفت شده با فیبرنوری مرکزی پرداخته می شود. با حل تحلیلی معادلات انتشار برگرفته از نظریه ی مد جفت شده و همچنین تحریک یک فیبر و یا چند فیبر در هر یک از سه آرایه ی ذکر شده برای حالتی که نور ورودی نسبت به محور فیبر زاویه دار تابیده شده باشد و یا با محور فیبر زاویه نداشته باشد انتشار نور در آرایه ها مورد مطالعه قرار گرفته شده است. تحول و توزیع فضایی نور ورودی در این آرایه ها هنگامی که با زاویه فیبر ها تحریک شوند با حالتی که بدون در نظر گرفتن زاویه فیبرها تحریک شوند به روشنی متفاوت است. شبیه سازی انتشار نور در هر یک از سه مدل آرایه با نرم افزار متلب بر اساس حل تحلیلی معادلات نظریه ی مد جفت شده انجام شده است. با توجه به بررسی های انجام شده در این پایان نامه، هنگامی که نور ورودی تحت زوایای خاص به تعدادی از فیبر های آرایه در هر سه مدل تابانده شود، نور می تواند فقط در یک مسیر در امتداد طول فیبرها منتشر شود و دیگر به صورت دو شاخه ای منتشر نگردد، در واقع با تغییر شرایط نور ورودی می توان انتشار نور در هریک از آرایه ها را به دلخواه کنترل نمود و این همان مدیریت پراش گسسته در آرایه ها می باشد. همچنین در این پایان نامه ویژگی های غیرخطی نور برای هر سه مدل آرایه-ی خطی فیبرنوری، آرایه ی دایروی فیبرنوری و آرایه ی دایروی فیبرنوری جفت شده با فیبرنوری مرکزی مورد بررسی قرار گرفته شده است، در این بررسی ها به پدیده ی غیرخطی خود بدام اندازی پرداخته می شود.

توانایی کانونی کردن نور با ابعادی کوچک تر از طول موج نور ورودی کاربردهای فراوانی مانند استفاده در لیتوگرافی دارد. در این پایان نامه با چیدن آرایه های حلقه ای mnf ها نور خروجی از این آرایه ها را با بررسی الگوهای تداخلی و بررسی توزیع شدت شکل گرفته در خروجی این آرایه های فیبر نوری با استفاده از روش (3d-fd-bpm) بررسی می کنیم، و پهنای بیم خروجی (fwhm) را با توجه به تعداد حلقه ها به دست می آوریم. به طوری که ابعاد تصویر در خروجی mnf ها فراتر از حد ریلی است و می تواند به میدان دور برسد. استفاده از ساختارهایی با ابعادی کم تر از طول موج برای کانونی کردن نور و افزایش تفکیک پذیری در سال های اخیر موردتوجه قرارگرفته است.

چکیده مطالعه کتاب طبیعت و پی بردن به داستان اسرار آمیز آن به اندازه فکر بشر قدمت دارد. از سال 2008 میلاد ی تا کنون، آزمایشات تجربی در اتاقک ابر و جو آزاد با استفاده از لیزر فمتو ثانیه صورت گرفته است. مشاهدات حاکی از این است که لیزر تغلیظ آب در جو را تحریک می کند. لیزر، ابزار جدید ی را برای درک فرایند های تشکیل هسته در ابر ها، از راه دور در اختیار ما قرار می-دهد. در این پایان نامه مطالبی را درباره انتشار غیر خطی لیزر فمتو ثانیه در جو و شیمی فیزیک تشکیل ذره ابر قبل از اعمال لیزر و پس از آن بیان شد. آزمایشاتی را که تاکنون در این زمینه در سراسر دنیا انجام شده و نتایج آن ها نیز بیان شد. سپس محتمل ترین مکانیسمی که بعد از اعمال لیزر، به طور موثر تری منجر به تشکیل هسته می شود را پیش بینی کرده و با شبیه سازی این مکانیسم، با استفاده از نرم افزار آهنگ تغییرات غلظت مواد تولید شده را وابسته به پارامتر های لیزر بدست آورده شد. نتایج حاصل از شبیه سازی با نتایج تجربی مقایسه شده است. نتایج تجربی حاکی از این است که غلظت hno3 در رشته ها تا چند ppm افزایش می یابد. از طریق شبیه سازی مشخص شد که غلظت hno3 تا محدوده mol/m315-10 افزایش می یابد.در ادامه راجع به علت تفاوت نتایج تجربی با نتایج حاصل از شبیه سازی، معایب مکانیسم و راه های پیشنهاد ی برای رفع آن ها مطالبی ارائه شد.

ایده ای که در این پایان نامه بررسی خواهد شد، ترکیب بلور فوتونی با حسگر زیستی تشدید پلاسمونی شامل دو لایه فلز (نقره- طلا) برای تشخیص سرطان خون است.

چکیده درهمتنیدگی یکی از مهمترین موضوعات در نظریه اطلاعات کوانتومی است. این پایان نامه به تولید حالت های درهمتنیده بل و ghz در نقاط کوانتومی نیمرساناها، به کمک برهمکنش مدهای کاواک با نقاط کوانتومی می پردازد

یکی از بهترین روش های تشخیص وجود نشتی در لوله های نفت، استفاده از رشته های فیبر نوری به عنوان حسگر است، که در زیر خطوط لوله ی نفت کار گذاشته می شوند. برای صرفه جویی در هزینه ها می توان از خطوط فیبر نوری مخابراتی که در کنار خط لوله ی نفت در بعضی مناطق وجود دارد استفاده کرد. به دلیل فاصله ی خط لوله تا خط فیبر نوری تغییر حرارت ایجاد شده در خاک ممکن است بر اثر تغییرات آب و هوایی و تاثیرات آن بر خاک باشد. به این منظور تغییرات دمای خاک در طی شبانه روز در نظر گرفته شده و بین حالت وجود نشتی و عدم وجود نشت در خط لوله ی نفت، مقایسه انجام شده است و نتایج حل معادلات انتقال حرارت در خاک و شبیه سازی های کامپیوتری در فصل آخر آورده شده است.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

در این پایان نامه تور کردن سولیتون در تار نوری دو شکستی طراحی و مورد مطالعه قرار گرفته است . جابجایی زمانی گیت که بطور آزمایشی اندازه گیری شده است ، بیش از دو برابر پیش بینی تئوری است . این تفاوت ناشی از یک یا چند مورد زیر است : 1 - نایکنواختی در امتداد طول تار نوری. 2 - انحراف پالس ها از شکل استاندارد. 3 - تاثیر جملات نوسان کننده سریع که حذف شده اند. این پایان نامه روی مورد اول متمرکز شده است ، با استفاده از روش اختلال تصادفی، نایکنواختی تار نوری را در محاسبات خود وارد کرده و نشان می دهیم که مقدار پیش بینی شده تئوری جابجایی زمانی گیت افزایش می یابد. نتایج تئوری و آزمایش با هم منطبق خواهند شد.

در این پایان نامه روش جدیدی برای تحلیل لیزر دینامیک گازی پیشنهاد می شود . نحوه عمل: با در نظر گرفتن حالات شبه تعادلی در مسیر عبور گاز از شیپوره مافوق صوت ، تحول آن از حالت ابتدایی به حالت نهایی بررسی شده است .

در این پایان نامه طراحی یک لیزر پنج طبقه teaco2 و بررسی پایداری تخلیه الکتریکی در آن بطور تجربی بررسی شده است . سیستم پیش یونش از نوع تخلیه ناقص کرونا تولید شده از توری استفاده شده است . ضمنا" با استفاده از یک لیزر tea اثر فیلتر فضائی داخل حفره مورد بررسی تجربی و نظری قرار گرفته است .

رفتارهای متفاوتی با خصوصیت گذرا و مدولاسیون در لیزر دیده می شود که یکی از این رفتارها نوسان واهلشی می باشد. در اینجا ضمن آشنایی با تئوری لیزر دینامیک گازی، نوسانات واهلشی را بررسی نموده و تحلیل عددی از تولید توان در یک لیزر دینامیک گازی ارائه می شود. با حل عددی وابسته به زمان متغیرها، شدت در داخل کاواک را بدست آورده و جهت بررسی رفتار نوسان واهلشی در لیزر دینامیک گازی برنامه کامپیوتری نوشته شده که مساله را بصورت عددی حل می نماید. با توجه به اهمیت تاثیر پارامترهای کاواک و شکل شیپوره روی خروجی لیزر دینامیک گازی، پارامترهای کاواک مثل ضریب بازتاب را تغییر داده و اثرات تغییر را بررسی می نماید.

در این پایان نامه ابتدا معادلات حاکم بر لیزر ‏‎tea‎‏ را با در نظرگرفتن اثر نویز و لیزر پیوسته تزریقی به دست می آوریم. سپس از طریق نوشتن برنامه های کامپیوتری مناسب معادلات را حل عددی می نمائیم. بررسی رفتار زمانی شدت میدانها ، پیروی خروجی لیزر ‏‎tea-co2‎‏ را از لیزر پیوسته نشان می دهد.