فهرست مطالب

اپتوالکترونیک - سال دوم شماره 3 (پیاپی 7، زمستان 1396)

نشریه اپتوالکترونیک
سال دوم شماره 3 (پیاپی 7، زمستان 1396)

  • تاریخ انتشار: 1396/12/01
  • تعداد عناوین: 8
|
  • امیرمحمد بیگ زاده*، محمدرضا رشیدیان وزیری، فرهود ضیائی، مهدی جانبازی روربالی صفحات 9-14
    تداخل سنجی تمام نگاری یکی از روش های دقیق مورد استفاده برای اندازه گیری کمیتهای فیزیکی نظیر تنش، فشار، ارتعاش، و تغییرات ضریب شکست و دما به خصوص در مواد جامد شفاف است. در این مطالعه، از یک چیدمان تجربی تداخل سنجی تمام نگاری دیجیتال ماخ-زندر برای اندازه گیری میزان تغییرات دمایی ایجاد شده در یک سلول پلی متیل متا آکریلات تحت تابش لیزر مادون قرمز استفاده شد. نتایج حاصل از روش تداخل سنجی توافق خوبی با نتایج بدست آمده از اندازه گیری با حسگر دمایی داشت.
    کلیدواژگان: تداخل سنجی، تمام نگاری، لیزر مادون قرمز، روش های اندازه گیری نوری
  • محمدرضا رشیدیان وزیری* صفحات 15-22
    در این کار به توصیف نحوه به روزرسانی و اتوماسیون یک سیستم تداخل سنج با استفاده از روش های پردازش تصویر و از طریق ساخت یک رابط کاربری گرافیکی در محیط متلب پرداخته شده است. پس از به روزرسانی و دریافت تصاویر دیجیتال از طرح نوارهای تداخلی از تداخل سنج و انتقال آن ها به رابط کاربری در محیط متلب، امکان اعمال تبدیل هندسی دوران تصاویر در رابط کاربری فراهم آمده است. پس از شناسایی نوع نوفه غالب در تصاویر، صافی هایی که به بهترین شکل به حذف آن ها در تصاویر و ارتقای آن ها کمک می کردند شناسایی شدند. دو نوع صافی پردازش تصویری که بهترین نتیجه را در حذف نوفه ها داشتند صافیهای خطی میانگین و غیرخطی میانه بودند. امکان انتخاب این دو نوع صافی همراه با همسایگی های آنها در رابط کاربری فراهم گردیده است. برای اتوماسیون سیستم و تشخیص بر اساس بینایی ماشین میزان کیفیت سطوح اپتیکی، الگوریتمی برای تشخیص نوارهای تداخلی و تعیین فاصله آنها ابداع و برنامه نویسی شده است. با استفاده از قطعات استاندارد و با کیفیت مشخص، نتایج بیانگر صحت کارکرد رابط کاربری و اندازه گیری دقیق کیفیت سطح قطعات نوری داشت.
    کلیدواژگان: پردازش تصویر، تداخل سنجی، متلب، رابط کاربری گرافیکی
  • نسرین حسینی مطلق*، محمدعلی زارعی صفحات 23-30

    در این مقاله مدل ترابرد غیر خطی صفر بعدی برای محاسبه انرژی و چگالی یون های سوختی دوتریم و تریتیم، همچنین ذرات آلفا در راکتور همجوشی برای دو روش محصورسازی لیزری و مغناطیسی استفاده شده است. در این کار از سوخت دوتریم- تریتیم استفاده شده است. برای محصورسازی لیزری از لیزر KrF استفاده شده و برای محصورسازی مغناطیسی، پارامترهای توکامک ITER را در نظر گرفته ایم. در این کار چگالی یون ها به صورت جداگانه در نظر گرفته می شوند. همچنین بر خلاف کارهای گذشته که در آنها از تزریق ناخالصی برای کاهش افت و خیز های ناگهانی حرارتی استفاده می شود، در این طراحی از تنظیم ترکیب سوخت DT برای کنترل گرمای پلاسما بهره برده ایم. با دور شدن از ترکیب ایزوتوپی بهینه 50:50 پلاسما نرخ واکنش کند و گرمای ذرات آلفا به مقدار مورد نظر کاهش می یابد. بررسی شبیه سازی صفربعدی جهت مقایسه بهره انرژی در دو حالت محصورسازی لیزری و مغناطیسی انجام شده است.

    کلیدواژگان: لیزر KrF، همجوشی، بهره انرژی، مغناطیسی
  • پارسا زمانی* صفحات 31-36

    به عنوان روشی جدید بر اساس نظریه اختلال چند مقیاسی نشان می دهیم که یونیزاسیون در فیبر بلور نوری با هسته تو خالی پر شده با گاز قابل یونیزه منجر به شیفت آبی خود-فرکانسی سالیتونی می شود که در تضاد با شیفت قرمز وابسته به خود-فرکانسی رامانی است. برای تحلیل فیبر بلور نوری با هسته تو خالی تحت یک اختلال کلی، مسئله را به سیستمی از معادلات دیفرانسیل معمولی حاکم بر پارامترهای سالیتون تبدیل می کنیم. نتایج بدست آمده دقیقا همان نتایجی هستند که توسط Saleh و همکاران در سال 2011 با استفاده از روش اختلال وردشی با اعمال یک پیش فرض بدست آمده اند. ما این نتایج را بدون اعمال هیچ گونه پیش فرضی بدست آورده ایم.

    کلیدواژگان: فیبر بلور نوری با هسته تو خالی، نظریه اختلال چند مقیاسی، انتشار پالس، سالیتون، سیستم معادلات دیفرانسیل معمولی
  • زهرا عینی*، کریم میلانچیان صفحات 37-44

    در این مقاله، ما امواج سطحی قطبیده TM درسطح بلور فوتونی نیمه بی نهایت یک بعدی با لایه کلاهکی که به شکل بلور غیرخطی تک محوری است با استفاده از انتگرال اول معادلات ماکسول بصورت تحلیلی بررسی نموده ایم. لایه کلاهک مورد نظر را به شکل غیرخطی خود-واکانونی کننده در نظر گرفته و با استفاده از روش انتگرال اول معادلات ماکسول، پاشندگی امواج سطحی قطبیده TM را در حضور این لایه کلاهک بطور تحلیلی بدست آورده ایم. بلور فوتونی تک بعدی در دو نوع بلور فوتونی شامل متاماده (که از لایه های متناوب چپگرد و راستگرد ساخته شده است) و بلور فوتونی معمولی بررسی شده است. نتایج ما نشان می دهدکه در میان این دو ساختار، تنها دربلور فوتونی شامل متاماده، پاشندگی امواج سطحی با شدت میدان الکترومغناطیسی در سطح لایه کلاهک غیرخطی خود-واکانونی کننده قابل کنترل است. همچنین با مقایسه نتایج بدست آمده با روش بازتاب کلی(ATR) در حالت خطی، دریافتیم که نتایج حاصله از هر دو روش با هم در انطباق هستند.

    کلیدواژگان: بلور فوتونی، امواج سطحی، متاماده
  • نادر مهدی زاده* صفحات 45-52
    با خطی سازی و همچنین استفاده از قضیه فلوکه به طور همزمان معادلات ماکسول، معادلات پیوستگی و اندازه حرکت، برای یک لیزر الکترون آزاد دوجریانی با پمپ ویگلر پیچشی حل شده اند. سپس رابطه پاشندگی که جفت شدگی همه مدها را نشان می دهد از روش سیالی بدست آمده است. با حل عددی فرمول پاشندگی محدوده باند فرکانس هایی که تشدید لیزر الکترون آزاد و لیزر الکترون آزاد دوجریانی در آنها رخ می دهد، مشخص می شود. در این مقاله اثر اختلاف چگالی و انرژی های دوپرتو الکترونی بر روی قله های آهنگ رشد و پهنای باند تشدیدی بررسی شده است.
    کلیدواژگان: لیزر الکترون آزاد، دوجریانی، آهنگ رشد، رابطه پاشندگی، اختلاف انرژی
  • سارا خسروانی* صفحات 53-60

    اگر دی الکتریک بین دو ابررسانای اتصال جوزفسون همگن باشد، معادله حاکم بر این سیستم، معادله سینوسی گوردون است. در این مقاله حالتی که در آن دی الکتریک بین دو ابر رسانا ناهمگن و تابع مکان باشد را مورد بررسی قرار می دهیم. سپس پاسخ تحلیلی و عددی آن را به دست می آوریم و آن را تجزیه و تحلیل کرده و رفتار ذره را به کمک پاسخ سالیتونی شبیه سازی می کنیم و سرانجام نشان می دهیم که این پاسخ جایگزیده از قانون دوم نیوتن تبعیت می کند.

    کلیدواژگان: سالیتون، معادله سینوسی گوردون، اتصال جوزفسون
  • یوسف یوسفی* صفحات 61-67

    در این مقاله، معادلاتی که هامیلتونین تجربی پیشنهادی برای زنجیره ی اسپینی آهن ربای تک ملکولی Fe8 را توصیف می کند، مطالعه شده است . در این تحقیق برای بدست آوردن معادلات کلاسیکی حرکت از حالت های همدوس در پارامتر حقیقی و انتگرال مسیر فاینمن استفاده شده و معادلات حاصل شده دینامیک غیرخطی این هامیلتونین را در گروه‎ های Su(2) و Su(3) به طور کامل توصیف می کنند. جواب های این معادلات سالیتون های مغناطیسی هستند (در این مطالعه محاسبه نشده اند). معادلات خطی شده نشان می دهند که برای این SMM ، اندازه متوسط گشتاور چهارقطبی (برانگیختگی چهارقطبی) ثابت نبوده و دینامیک آن شامل دو قسمت می باشد که یکی چرخش حول بردار اسپین کلاسیک و دیگری مربوط به تغییر اندازه گشتاور چهارقطبی است . معادله پاشندگی موج اسپینی برای شاخه های دوقطبی و چهارقطبی برای برانگیختگی های خطی کوچک از حالت پایه (خلاء) محاسبه شد. این معادلات نشان می دهند که برای شاخه دوقطبی، موج اسپینی با دور شدن از آهن ربای تک ملکولی میرا و برای شاخه چهارقطبی به صورت موج نوسانی بوده و میرا نمی شود.

    کلیدواژگان: موج اسپینی، برانگیختگی های چهارقطبی، آهن ربای تک ملکولی
|
  • Amirmohammad Beigzadeh *, Mohammad Reza Rashidian Vaziri, Farhood Ziaie, Mehdi Janbazi Roudbali Pages 9-14
    Holographic interferometry is one of the accurate methods for measuring physical quantities such as stress, pressure, vibration, and temperature and refractive index changes especially in transparent solid materials. In this study, a digital Mach-Zehnder holographic interferometry setup was used to measure the induced temperature changes by infrared laser irradiation in a polyethylmethacrylate cell. The obtained results from the interferometric method were in good agreement with the results of the measurement by a temperature sensor.
    Keywords: Interferometry, holography, infrared laser, optical measuring methods
  • Mohammad Reza Rashidian Vaziri * Pages 15-22
    In this work, we report on update and automation of an old-fashioned interferometer by using image processing techniques and developing a Graphical User Interface (GUI) in the MATLAB environment. After updating the system and receiving the digital images of interference fringe patterns from the interferometer and their transfer to the MATLAB environment, the ability of image rotation, as a geometric operation, is provided in the GUI. Following the detection of the dominant noise in the received images, digital filters that best suited for their remove and image enhancement are identified. It is found that the two image processing filters, which have the best results in removing the noises, are the linear average and the nonlinear median filters. The possibility of chossing these two filters along with their corresponding neighborhoods are provided in the GUI. To automate the system and for machine vision detection of optical surface qualities, an algorithm is developed to detect the interference fringes and to determine the space between them. The accuracy of the algorithm and the developed GUI in measuring the quality of the optical elements is tested by using the known standard quality elements. It is found that the GUI is capable of measuring the optical quality with good precision.
    Keywords: Image processing, Interferometry, MATLAB, Graphical User Interface
  • Nasrin Hosseinimotlagh *, Mohammad Ali Zarei Pages 23-30

    In this paper the zero-dimensional nonlinear transport model is applied to obtain the energy and the densities of deuterium and tritium fuel ions, as well as the alpha-particles in fusion reactor for laser and magnetic confinement methods. In this work D-T fuel pllets with. KrF laser is used in laser confinement and ITER paremeters are considered for magnetic confinement fusion. In order to densities of these ions are considered separately. Also, unlike the previous works which used impurity injection to mitigate thermal excursions, this design exploits the ability to modulate the DT fuel mix to control the plasma heating. By moving the isotopic mix in the plasma away from the optimal 50:50 mix, the reaction rate is moderated and the alpha-particle heating is reduced to desired levels. The zero-dimensional simulation study is presented to compare the energy gain in two states of laser and magnetic confinements.

    Keywords: KrF laser, fusion, energy gain, magnetic
  • P. Zamani* Pages 31-36

    As a new approach based on a multiple scale perturbation theory, we have founded clearly that ionization in a hollow-core photonic crystal fiber filled by an ionizable gas leads to a soliton self-frequency blueshift, opposite to redshift due to Raman self-frequency. To analyze the hollow-core photonic crystal fiber under a general perturbation, we convert the problem into a system of ordinary differential equations which govern on the soliton parameters. It is worth comparing the results with those of Saleh et al [Phys.Rev.Lett. 107, 203902 (2011)] applying a variational perturbation method with a posteriori. We obtain just the same result with no posteriori.

    Keywords: Hollow-core photonic crystal fiber, Multiple scale perturbation theory, Pulse propagation, Soliton, System of ordinary differential equations
  • Karim Milanchian Pages 37-44

    In this paper, we have analytically investigated the TM surface waves (SWs) by using the first integral of Maxwell’s equations in a semi-infinite one-dimensional photonic crystal (1DPC) which is truncated with the self-defocusing uniaxial nonlinear cap layer. We have studied the considered 1DPC in two cases: a metamaterial PC case (which has been made of alternate left-handed and right handed layers) and a usual PC case. Our findings reveal that between these structures, only in metamaterial PC case the dispersion of nonlinear SWs can be controlled by changing of the intensity of the electromagnetic field at the surface of self-defocusing nonlinear cap layer. Also, by comparing our results with those of the attenuated total reflection (ATR) method in the linear regime, we found that they are in line with them.

    Keywords: Photonic Crystals, Surface Waves, Metamaterials
  • Nader Mahdizadeh * Pages 45-52
    By linearizing and using Floquet’s theorem Maxwell equations, continuity and momentum equations are solved. Dispersion relation (DR) of a two stream free electron laser (FEL) with a helical wiggler pump is obtained. The DR which shows coupling of all modes is derived with using a fluid approach. The DR was solved numerically and band widths of resonances are indicated. In this paper effect of the density and energy difference of two beams on picks of the growth rates and band width of resonances are verified.
    Keywords: Free electron laser, Two-stream, Growth rate, Dispersion relation, energy difference
  • Sara Khosravani * Pages 53-60

    If the dielectric between two superconductors of the Josephson junction is homogeneous the governing equation for the phase of the system can be described by the sine-Gordon equation. In this paper, we consider inhomogeneous dielectric medium, such that the dielectric constant is position dependent. Then, we derive the sine-Gordon equation correspondence of this system and find its analytical and numerical soliton solutions. We simulate the particle behavior of the soliton solutions, and finally, we show that they obey the Newtonian’s second law of motion.

    Keywords: Soliton, Sine-Gordon equation, Josephson junction
  • Yousef Yousefi * Pages 61-67

    In this paper, we have studied the equations describing the proposed experimental Hamiltonian of a single-molecule magnet Fe8. In this research, we used from coherent states in real parameter and Fayman path integral. These nonlinear equations fully described dynamic of this single-molecule magnet in Su (2) and Su (3) groups. The solutions of these equations are magnetic solitons (not calculated in this study). »Linear equations show that for this SMM, the mean square torque ( Quadrupole excitation) is not constant and its dynamic consists of two parts. One part, rotate around the classical spin vector and the other is related to changing the size of the quadrupole torque. The spin wave dispersion equation for dipole and quadruple branches is calculated for small linear excitations from ground state (vacuum). These equations show that, for dipole branch, the spin wave is damping away from the single-molecular magnet and oscillating and not damping for the quadrupole branch.

    Keywords: spin wave, quadrupole excitation, single molecule magnet