تابش دهی لیزری به عنوان یک روش موثر برای اصلاح سطح جامدات در بازه وسیعی از مواد شامل فلزات، نیمه هادی ها و دی الکتریک ها مورد مطالعه قرار گرفته است. در این پژوهش با تابش پالس های نانوثانیه ای لیزر اگزایمر آرگون فلوراید (nm 193) با چگالی انرژی j/cm2 4 بر سطح سیلیکون در مجاورت گاز sf6 ریزمخروط های منظمی بر بالای سطح اولیه ایجاد شده اند که هندسه و ترکیب شیمیایی سطح را تغییر داده اند. با افزایش فشار گاز sf6 از mbar 1000-0 ارتفاع ریزمخروط ها به µm90 افزایش یافته و قطر آنها تا µm5 کاهش می یابد. رشد ریزساختارها باعث می شود بازتاب سطحی سیلیکون به شدت کاهش یافته و جذب نوری آن در بازه طیفی µm 3-2/0 تا %80 ارتقاء یابد. این میزان افزایش جذب در ناحیه طول موج های کوتاه تر از mµ 1/1 (انرژی های بیشتر از گاف انرژی سیلیکون) بدلیل حضور ریزساختارها برروی سطح و افزایش احتمال به تله افتادن فوتون ها و بازتاب مکرر آنها در میان ریزمخروط ها است. در طول موج های بیشتر از mµ 1/1 بدلیل نوع آلایش شبکه سیلیکون و نفوذ ناخالصی های سولفور و فلوئور تولید شده در حین تابش دهی، جذب نوری افزایش یافته است. تولید این ناخالصی ها در پلاسمای القایی توسط طیف سنجی فروشکست القایی لیزری(libs) و حضور آنها در سطح سیلیکون تابش دیده توسط آنالیز الگوی پراش اشعه ایکس(xrd) آشکار شده است. سیلیکون ریزساختارشده در مقایسه با سیلیکون متخلخل جذب نوری کمتری از خود نشان می دهد اما پایداری ساختارهای سطحی آن در برابر حرارت بیشتر از ساختارهای شکل گرفته در سطح سیلیکون متخلخل است. اندازه گیری مقاومت سطحی سیلیکون ریزساختار به روش واندرپاو(van der pauw) نشان می دهد که بدلیل رشد ریزمخروط ها و افزایش طول مسیر حرکت حامل های سطحی، مقاومت سطحی سیلیکون افزایش یافته است. همچنین میزان مقاومت سطحی در برابر تابش نور با طول موج های مختلف بر سطح، با افزایش طول موج پرتو فرودی کاهش می یابد.تغییر خواص نوری و الکتریکی سیلیکون ریزساختارشده کاربرد آن را به عنوان سلول های خورشیدی، آشکارسازهای مادون قرمز پهن باند و حساسه هایی با کارآیی بالا نوید می دهد.

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.

سوپرآلیاژها، آلیاژهایی مقاوم در برابر حرارت، خوردگی و اکسیداسیون هستند و با توجه به استحکام زیادی که در دمای بالا و در برابر خزش و خوردگی دارند، کاربردهای زیادی در صنعت یافته اند. به ویژه در بخش های داغ توربین های گازی مانند پره ها و محفظه احتراق که دمای حدود 30000 درجه سانتی گراد دارند. امروزه در توربین ها و نیروگاه های برق از قطعات تک کریستالی از جنس این سوپرآلیاژها استفاده می شود. به عنوان نمونه 50 درصد وزن موتور هواپیماهای پیشرفته امروزی از جنس سوپرآلیاژهای پایه نیکل می باشد. علاوه بر این مصارف پزشکی و دندان پزشکی نیز دارند. از این رو شناسایی و بررسی عناصر تشکیل دهنده ی آن ها برای موارد کاربردی ضرورت دارد. در این پژوهش تلاش شده است امکان شناسایی عناصر فلزی دو نمونه از سوپرآلیاژهای پایه نیکل با به کارگیری روش بیناب نگاری فروشکست القایی لیزری، مورد تحلیل و بررسی قرارگیرد. روش libs، روشی سریع و مناسب جهت تعیین ترکیبات تشکیل دهنده مواد در فازهای جامد، مایع و گاز می باشد که توانایی آشکارسازی تقریباً همه ی عناصر، قابلیت تحلیل نمونه در فازهای مختلف، کمترین نیاز به آماده سازی و کمترین تخریب نمونه از برتری های آن شمرده می شود. لیزر مورد استفاده در این پژوهش، لیزر نئودیم یاگ در طول موج اصلی nm 1064و اسپکترومترهای مورد استفاده، اسپکترومتر150s و آوانتس بوده است. بیناب برآمده از تابش پلاسمای عناصر موجود در سوپرآلیاژ ها، دارای خط های با هم پوشانی زیاد و غیرقابل تفکیک است به گونه ای که شناسایی آن ها را با دشواری همراه کرده است. از این رو، سعی شده است با تغییر انرژی لیزر و زمان تأخیری رسیدن تابش پلاسما به بیناب سنج، بیناب هایی با قابلیت جداسازی بیشتر به دست آید هم چنین، شدت خط های تابشی عناصر فلزی با توجه به غلظت آن ها در نمونه ها مورد بررسی قرار گرفته است. افزایش شدت این خط ها در نمونه های با غلظت بیشتر، با نتایج حاصل از xrf سازگاری داشته است.

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.