پیشرفت های گسترده در توسعه ی سیستم های لیزری شدت بالا، توانایی ما را به مطالعه ی برهم کنش های نور–ماده در حوزه ی نسبیتی امکان پذیر می سازد. که الکترون های پلاسما در این فرایندها تا سرعت هایی نزدیک به سرعت نور شتاب می گیرند.این برهم کنش ها ما را قادر می سازد که دسته پرتوهای الکترونی انرژی بالا که درخشایی بالا و پهن شدگی انرژی و زاویه-ای بسیار کم تری دارند، تولید کنیم. علاوه بر آن اندازه و هزینه ی این لیزرهای شدت بالا، بسیار پایین می باشد. در این کار برهم کنش الکترون های نسبیتی بدست آمده از برهم کنش لیزر–پلاسما، با هدف های جامد با شکل و ضخامت های مختلف توسط شبیه سازی mcnp4c انجام شد. نتایج نشان می دهد که مخروط های جامد با ارتفاع مناسب و زاویه ی رأس کم تر مشخصه ی پرتو x بالایی می توانند تولید کنند. واین شار مشخصه یبالا کاربردهای بسیاری از قبیل عکسبرداری های سریع و دقیق، مشخصه یابی مواد، شیمی و محافظت های امنیتی دارد.

لیزر نیتروژن به صورت گسترده برای پمپاژ لیزر رنگینه ای استفاده می شود. برای برانگیختگی لیزر نیتروژن دو روش تخلیه طولی و عرضی وجود دارد که روش طولی برای ساخت لیزرهای کوچکتر مناسبت می باشد. ساده ترین راه برای افزایش انرژی، افزایش ابعاد محیط بهره به نظر می رسد اما آزمایشات نشان داده که افزایش قطر تیوپ تأثیر خاصی در افزایش انرژی ندارد. ما در این پروژه قصد داریم با افزایش فشار محیط بهره، به انرژی های بالاتر برسیم. در نتیجه ی افزایش فشار، ما مجبور به اعمال ولتاژ بسیار بالایی خواهیم بود. این موضوع باعث می شود که دیگر نتوانیم از مدار بلوم لاین که مدار مناسب برای تخلیه لیزر نیتروژن بود استفاده کنیم. مدار پیشنهادی ما مولد مارکس می باشد. که نسبت به بلوم لاین، ولتاژهای خیلی بالاتری را تولید می کند ولی زمان خیزش خیلی بیشتری دارد و ما مجبوریم به شکلی این مشکل را رفع کنیم. ما از دو تیوپ لیزر به طول های 28 و 50 سانتی متر به عنوان کاواک لیزر استفاده کردیم و از آنها تا فشار 60 تور لیزر گرفتیم.

هدف از این تحقیق، تولید نانوذرات نقره به روش کند و سوز لیزری در محیط های مختلف و مشخصه یابی آن ها می باشد. برای این منظور از لیزرپالسی نئودیوم – یاگ با طول موج 1064 نانومتر، آهنگ تکرار 10 هرتز، پهنای پالس 6 نانو ثانیه و انرژی 270 میلی ژول در هر پالس برای تولید نانوذرات در محیط های اتانول، آب دو بار یونیزه و محلول سدیم دو دسیل سولفات 05/0 مولار استفاده شده است. خواص اپتیکی نانوذرات تولید شده، توسط آنالیزهای طیف سنج مرئی– فرابنفش، میکروسکوپ الکترونی عبوری و میکروسکوپ تفرق نور پویا مورد بررسی قرار گرفت. همچنین اثر گذشت زمان بر پایداری نانوذرات و تاثیر دستگاه التراسونیک بر تغییر اندازه نانوذرات، بررسی گردید. نتایج طیف سنج مرئی– فرابنفش نشان می دهد که بیشینه جذب اپتیکی نانوذرات در محیط اتانول و سدیم دو دسیل سولفات 05/0 مولار در طول موج 400 نانومتر و در محیط آب خالص دو بار یونیزه، در طول موج 402 نانومتر است که این بیشینه جذب مختص نانوذرات نقره می باشد. نتایج میکروسکوپ تفرق نور پویا نشان می دهد که اندازه نانوذرات تولید شده در محیط اتانول، پس از 45 دقیقه قرار گرفتن در حمام التراسونیک، کوچکتر می شوند ولی در محیط آب و محلول سدیم دو دسیل سولفات 05/0 مولار، باعث افزایش اندازه نانوذرات شده است که دلیل این امر آن است که حباب های شکل گرفته در محیط اتانول در هنگام قرار گرفتن در حمام التراسونیک، انرژی بالایی داشته و می تواند اتصال زنجیروار نانو ذرات نقره در این محیط را بشکند و نانوذرات را به اندازه های کوچکتری تقسیم کند. نتایج میکروسکوپ تفرق نور پویا نشان می دهد که در بازه زمانی یک هفته ای، بیشترین افزایش اندازه نانوذرات در محیط اتانول و کمترین افزایش اندازه، در محیط آب دیده می شود. همچنین، گذشت زمان 2 ماهه از تولید نانوذرات، نشان می دهد که رسوب نانوذرات در محلول سدیم دو دسیل سولفات 05/0 مولار بیشتر از دو محیط دیگر است که دلیل این امر، نمکی بودن این محیط است. همچنین نتایج حاصل از میکروسکوپ الکترونی عبوری پس از گذشت دو هفته نشان می دهد که نانوذرات تولید شده در محیط اتانول و محلول سدیم دو دسیل سولفات 05/0 مولار، کروی شکل هستند.

لیزر یون آرگون با خطوط قوی در ناحیه سبز-آبی و خطوط ضعیف در ناحیه ماورا بنفش و مادون قرمز یکی از مهمترین لیزرهای یونی به شمار می رود. مهمترین خاصیت این لیزر توانایی آن برای تولید پرتو خروجی ‏‎"cw"‎‏ چند میلی وات تا دهها وات در ناحیه مرئی و بالای چند وات در ناحیه ماورا بنفش است. موضوع این پروژه لیزر یون آرگون 5 وات است. در این لیزر برای تولید بهینه توان خروجی از منبع تغذیه بسیار قوی با ولتاژ 500 وات ‏‎dc‎‏ و جریان 28 آمپر استفاده شده است. تیوب این لیزر با ساختار گرافیتی بوده و در رزوناتور این لیزر برای انعکاس کامل از آینه تخت و برای خروجی، از آینه خمیده مقعر به شاع 5 متر استفاده شده و برای تفکیک خطوط طیفی لیزر یون آرگون منشور ‏‎littrow‎‏ به کار برده شده که قویترین خطوط طیفی 448 نانومتر (آبی) و 5/514 نانومتر (سبز) می باشند. قطر کاپلاری این لیزر 7/2 میلیمتر و ضخامت دیسکهای گرافیتی 4 میلیمتر و فضای بین دیسکها 5/1 میلیمتر و طول کاواک 4/1 متر میباشد.