پایان نامه لیزر DBR و برررسی اثر افزایش عمل کانال بر بهبود عملکرد آن
چکیده:
دیودهای لیزر مبتنی بر ساختار بازتابگرهای توزیع شده براگ، به عنوان منابع نوری ارزان و مطمئن، امروزه در محدوده وسیعی از طول موج های 1.1μm:1.7μm با خاصیت تفرق پایین در سیستم های مخابراتی به کار رفته و گسترش وسیع یافته اند. تغییر در ساختمان و عمق فیزیکی این بازتابگرهای کنگره ای، خواص لیزر نیمه هادی مبتنی بر این تکنیک را تحت تاثیر قرار می دهند.
در این پایان نامه، لزر DBR مورد بررسی قرار می گیرد و مشخصات انعکاس آینه های براگی که عمق شیارهای آنها افزایش یافته تجزیه و تحلیل می گردد. ما با افزایش در عمق شیارهای این ساختار کنگره ای به بررسی بهبود منتجه در ضریب محدود کننده انرژی و ضریب امواج پرداخته و نشان دادیم در اثر افزایش عمق شیارها، منحنی اندازه ضریب بازتاب این بازتابگرهای توزیع شده بهبود یافته و منحنی تلفات مربوط به این آینه ها کاهش می یابد و نتیجه گرفتیم که مشخصات حالت آستانه لیزرهای نیمه هادی DBR مبتنی بر این تکنیک بهبود قابل ملاحظه ای می یابند. صحت نتایج به دست آمده با مقالات ارائه شده در قسمت منابع تایید می شود. محاسبات و رسم نمودارها با استفاده از نرم افزار MATLAB v7.0.4 انجام شده است.
مقدمه:
دی الکتریکهای شامل آرایه های تناوبی که می توانند نور را در طول موج های مختلف تابانده و یا عبور دهند، از اصول فیزیکی اولیه پدیده های زیبای طبیعی پیروی می کنند. به عنوان مثال، طیف های رنگ های زیبایی که از بالهای یک پروانه در زیر نور خورشید بازتابانده می شوند، ناشی از بازتاب های مختلف رنگهای تشکیل دهنده نور خورشید، از ساختارهای دی الکتریک تناوبی تشکیل دهنده سطح بال پروانه می باشند. اصول بکار رفته در فیزیک این فیدبک های تناوبی توزیع شده در یک ساختار و رفتار آنها در برابر نور تابیده شده، آنها را در محدوده وسیعی از کاربردها، از منابع بازخوان نوری اطلاعات در دیسک های فشرده شده کامپیوتری، تا انتقال دهنده های خاص لیزری در فیبرهای نوری سیستم های مخابراتی، متداول ساخته است. فرکانس گزین بودن خاصیت بازتاب و عبور این ساختارها نسبت به طیف های تشکیل دهنده نور تابیده شده، آنها را به بهترین گزینه برای جایگزینی با آینه های رایج ساختار لیزر فابری پروت ساده بدل ساخته است.
در واقع اگر بتوان رفتار آینه های دو سر لیزر فابری پروت را نسبت به طول موج های تابیده شده حساس و متفاوت ساخت، آنگاه می توان برای طول موجی خاص در داخل کاواک لیزر تشدید ایجاد نمود، طول موج خروجی نور لیزر را تحت کنترل درآورد و خروجی تک فرکانسی داشت. چنین لیزرهایی به عنوان لیزرهای تک فرکانسی شناخته شده و با توجه به اهمیت و نقش کلیدی آنها در سیستم های مخابرات نوری به طور گسترده ای از دهه 1980 مورد مطالعه گرفته اند.
دیودهای لیزر فابری پروتی که به جای یک یا هردو آینه انتهایی، از آینه هایی با بازتابگرهای تناوبی توزیع شده سود می جویند، به عنوان لیزر نیمه هادی DBR شناخته می شوند.
در این پروژه سعی شده است تا اثر تغییر عمق شیارهای ساختار کنگره ای بر عملکرد چنین لیزری بررسی گردد. فصل های تشکیل دهنده این پروژه عبارتند از:
فصل اول، که در آن به کلیاتی نظیر تاریخچه مخابرات نوری می پردازیم. در این فصل به چگونگی تولید نور لیزر در ساختارهای نیمه هادی، علت استفاده از دیودهای لیزر نیمه هادی در سیستم های مخابراتی و تقسیم بندی انواع دیودها از نقطه نظر هدایت مدهای تولید شده، می پردازیم.
فصل دوم، که در آن ضمن معرفی تئوری روش ماتریس انتقال، به روشی برای دستیابی به ضرایب بازتاب و انتقال کلی دیده شده از ساختاری با بازتابگرهای تناوبی توزیع شده و به کار رفته بجای آینه های لیزر فابری پروت، می پردازیم. روش ماتریس انتقال از آن جهت مورد توجه می باشد که ضمن عمومیت داشتن و مطمئن بودن، تمامی ساختارهای این چنینی را پوشش داده و به کمک آن می توان ضمن ساده سازی ساختارهای پیچیده به ساختارهای بنیادی و ساده تر متصل بهم، به آسانی رفتار کل مجموعه را تنها با ضرب ماتریس های انتقال این اجزای ساده تر به دست آورد و خواص کلی این مجموعه را مورد بررسی قرار داد.
فصل سوم، که در آن ضمن معرفی روش تئوری امواج تزویج شده، به بررسی انتشار مدهای تولید شده محفظه تشدید کاواک لیزر در محیط های دی الکتریک چند لایه پرداخته و ضرایبی نظیر ضریب محدود کننده مد در این محیط و ضریب تزویج این مدها را تعریف کرده و به دست می آوریم. این ضرایب در بررسی وضعیت انتشار امواج در ساختارهای فیزیکی متناوب مختلف بسیار مهم و کاربردی می باشند. سپس به بررسی اثر تغییر عمق شیارهای ساختار کنگره ای بر روی این فاکتورهای اساسی پرداخته و بر روی بهبودی که در مشخصات توصیف کننده عملکرد لیزر DBR به وجود می آید، بحث می نماییم.
و در فصل چهارم ضمن جمع بندی و تحلیل نتایج حاصله، نگاهی به کاربرد این قطعات در سیستم های امروزی انداخته و ضمن معرفی چند مرجع فارسی و غیر فارسی، پیشنهاداتی را جهت ادامه این بحث ارائه می نماییم.
مقاله بررسی پروفیلهای قائم سرعت صوت و تشکیل کانال صوتی در منطقه خلیج فارس در 22 صفحه ورد قابل ویرایش
عنوان : اثر جریان ناشی از تغییر چگالی در تشکیل کانال صوتی در منطقه خلیج فارس
1 – افشین محسن آراسته ، دانشگاه آزاد اسلام واحد تهران – شمال
2 – منیره سادات کیایی ، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم وتحقیقات
چکیده
به منظور بررسی اثر جریان آب ناشی از تغییرات چگالی در تشکیل کانال صوتی ، از داده های دما ، شورای و چگالی و سرعت صوت استفاده می شود که ان داده توسط گشت دریایی ROPME در تابستان 2001 جمع آوری شده است بنابه کنتورهای رسم شده دما ، شوری ، چگالی ، در عمق 20 متر ، سه نوع جریان ناشی از تغییرات چگالی در این منطقه وجود دارد.
نوع اول : جریان سرد و شیرین از دریای عمان به حوضه ی آبی خلیج فارس که در اثر ناپایداری دینامیکی ( تغییر نیروی کوریولیس) به وجود می آیند. (جریان بزرگ مقیاس) در اثراین نوع جریان ، بنا به دیاگرام های دو بعدی دما و سرعت صوت ، دما با افزایش عمق کاهش خواهد یافت ( تشکیل لایه ی ترموکلاسین) و به تبع آن سرعت صوت نیز کاهش خواهد یافت که در نواحی تنگه هرمز و ایستگاه های شمال خلیج ایجاد می شود. در اثر این نوع جریان بنابه پروفیل های سرعت صوت ، دو نوع کانال صوتی سطحی در ایستگاههای 56 و 69 تشکیل خواهد شد.
نوع دوم : جریان میان مقیاس می باشد که در اثر ورود آب رودخانه ها به حوضه ی آبی خلیج ، بوجود می آید این نوع جریانات ، به صورت حلقه های آب سردند که باعث افزایش سرعت صوت و همچنین اغتشاش و نوسان در امواج صوتی خواهند شد. که این نوع جریانات بیشتر در راس و نواحی مرکزی خلیج شکل می گیرد.
نوع سوم : جریانات ریز مقیاس است که در اثر ناپایداری استاتیکی تشکیل خواهد شد آب شور و گرم از اعماق به طرف دهانه ی تنگه هرمز حرکت می کند که منجر به افزایش سرعت صوت و ثابت ماندن آن همراه با افزایش عمق خواهد شد. در این نواحی به دلیل تغییرات ناچیز سرعت صوت کانال صوتی تشکیل نخواهد شد.
کلید واژه : شوری – دما – جریان ناشی از اختلاف چگالی – کانال صوتی سطحی
در این پیش درآمد و مقدمهی کوتاه، بیان تحلیل جریانات ناشی از تغییرات چگالی در تشکیل کانال صوتی کاری بس دشوار است، چرا که مطلبی دراین باب چنان گسترده و فراخ نیست نیز در قیاس با موارد مشابه چیزی جز همان پیشگفتار کوتاه نمیباشد.
این مقدمه آغازنامه و حاشیهای است بر تحلیل علمی. گزارش از جستجو و کنکاش شخصی که امیدوارم انتهای آن به گوشهای از افق شفاف علم فیزیک دریا متصل شود.
اما چرا موضوع جریانات ناشی از تغییرات چگالی؟چرا کانال صوتی؟ و چرا اثر این نوع جریان در تشکیل کانال صوتی؟ گذشته از علاقهمندی و دلبستگی من به این مبحث، مطالعه و پژوهش دربارهی بررسی جریانات دریایی و خواص فیزیکی دریاها و اقیانوسها مانند سرعت انتشار صوت و چگالی و دما و شوری و عواملی مانند آن، همواره مهمترین مسائل ذهنی نویسندهی این سطور بوده است. علاوه بر آن، تحقیق و پژوهشی در این زمینه، بخصوص در منطقهی خلیج فارس، انجام نگرفته است. البته تحقیقاتی در زمینهی تشکیل کانال صوتی و اقیانوس در دریای سیاه صورت گرفته است. بعنوان مثال اشخاصی همچون، A.widtfeldt و M.J.Jacobson در زمینهی مشخصات صوت در هنگام عبور جریان یکنواخت از یک اقیانوس عمیق و همچنین تشکیل کانال صوتی انجام دادهاند.
منطقهی خلیج فارس از نظر نظامی و سوقالجیشی و همچنین ارتباط با دریای آزاد، بسیار حائز اهمیت میباشد، همچنین از لحاظ کشتیرانی و شیلات بسیار مورد توجه است. بنابراین بررسی اثر جریانات ناشی از تغییرات چگالی، که جریانی غالب در منطقه به شمار میآید در تشکیل کانال صوتی اهمیت بسزایی دارد.
خلیج فارس به دلیل داشتن عمق کم (آب کم عمق)و جریانات ناشی از تغییرات چگالی (از نوع بزرگ مقیاس) بیشتر در سطح، وجود دارد که منطقهی وسیعی را تحت پوشش و تأثیر خود قرار میدهد. جریان این نوع تودهی آب و همچنین جریانات از این نوع اما با مقیاسهای دیگر (میان مقیاس – ریز مقیاس) باعث تغییر سرعت انتشار صوت خواهد شد. با دانستن نحوهی تغییرات سرعت انتشار صوت، میتوان تشکیل کانال صوتی را در مناطق و ایستگاههای مختلف پیشبینی نمود.
برای این کار از مدل هانتر و همچنین دادههای مربوط به دما و شوری و سرعت صوت و چگالی که توسط گشت دریایی ROPME از 81 ایستگاه طی دو مرحله Leg1 , Leg1 در تابستان 2001، جمعآوری شده استفاده مینماییم. با رسم نمودارهای دو بعدی سرعت صوت، دما، شوری و چگالی برحسب عمق (پروفیلهای قائم) برای هر ایستگاه که توسط نرمافزار excel صورت میگیرد و همچنین رسم کنتورهای دما و شوری و سرعت صوت و چگای در عمق 20 متری از طریق نرمافزار Arcuv و مطلب به تحلیل و بررسی موضوع مورد تحقیق پرداخته و سپس با استفاده از رسم نمودارهای چهار بعدی سرعت صوت و چگالی برحسب طول و عرض جغرافیای و عمق، میتوان بحث را تکمیل نموده و نتایج کار را تأیید نمود. این نمودارها با استفاده از نرمافزار عصبی برای کل منطقه رسم شده است.
1) روش مطالعه
به منظور بررسی اثر جریان ناشی از تغییرات چگالی در تشکیل کانال صوتی ، از داده های دما ، شوری که توسط گشت دریایی ROPME با مشارکت حوضه ی خلیج فارس ، از جمله ایران جمع آوری شده ، استفاده می شود. این داده ها از تاریخ 6 تا 28 اگوست سال 2001 طی دو مرحله Leg1 و Leg2 برای 81 ایستگاه واقع در 14 ترانسکت گرداوری شده است.
شکل (1.1) موقعیت ایستگاههای نمونهبرداری شده منطقه خلیج فارس
موقعیت این دستگاه ها در شکل (1) نشان داده شده است.
با استفاده از داده های دما و شوری و به کار گیری فرمول ویلسون (Willson) سرعت صوت محاسبه شده و میدان سرعت صوت نیز تعیین می گردد.
101) بررسی اثر جریان ناشی از تغییرات چگالی در تشکیل کانال صوتی با استفاده از نیمرخ های قائم و افقی شوری ، دما ، چگالی و سرعت صوت.
مقاله بررسی پروفیلهای قائم سرعت صوت و تشکیل کانال صوتی در منطقه خلیج فارس
چکیده
یکی از ویژگی های مهم اقیانوس، قابلیت انتشار صوت می باشد. اقیانوس ها به دلیل داشتن قابلیت تراکم پذیری، امواج صوتی را در آب، به مراتب بهتر از هوا، منتشر
می کنند. شوند. این نوع امواج، با اتلاف بسیار کم، در مسافت های طولانی انتشار می یابند. بررسی این ویژگی در مناطق آبی، بالاخص در مناطق کم عمق آبی نظیر خلیج فارس، بسیار مورد توجه و حائز اهمیت است.
در این مقاله با استفاده از نتایج حاصل از اندازه گیری های دما و شوری که توسط گشت دریایی ROPME در اگوست سال 2001 برای منطقه خلیج فارس گردآوری شده، میدان سرعت محاسبه و نتایج به صورت نمودارهایی ارائه گردیده است. نتایج این تحقیق نشان می دهد که سرعت صوت وابستگی شدید به دما دارد. همچنین از طریق رسم پروفیل های سرعت صوت، دو کانال صوتی سطحی در ایستگاه های 56 و 69 مشاهده گردیده است. با رسم نمودار چهار بعدی سرعت صوت، توسط نرم افزار شبکه ی عصبی، این نتیجه حاصل شده که در ایستگاه های نزدیک دهانه ی تنگه هرمز و نواحی شمالی با تشکیل لایه ی ترموکلاین، به شدت، از سرعت صوت کاسته شده و با حرکت به طرف نواحی مرکزی و جنوبی بخصوص جنوبی سرعت صوت افزایش می یابد.
کلمات کلیدی: سرعت صوت – کانال صوتی سطحی – دما – شوری
مقدمه:
ازآنجایی که سرعت صوت، جزء خواص مهم فیزیکی آب، محسوب می شود لذا بررسی آن طی سال های اخیر مورد توجه بسیاری از محققان وپژوهشگران می باشد. دربسیاری از مناطق آبی دنیا، این کار از طرق مختلف انجام گرفته، که می توان، دریای بالتیک، سیاه و همچنین اقیانوس اطلس، که توسط دونفر به نام های M.J.Jacobsom, A.Widtfeldt درسال 1998 انجام گرفته را نام برد. تحقیق وپژوهش درباره ی سرعت انتشار صورت و همچنین تشکیل کانال صوتی در منطقه ی آبی خلیج فارس به دلیل اهمیتی که منطقه، از نظر نظامی، شیلات و مخابرات دریایی دارد. بسیار مورد توجه
می باشد و این که تا به حال، تحقیقی دراین زمینه، انجام نگرفته، بسیار حائز اهمیت است. به منظور بررسی وتحقیق این موضوع، از داده های مربوط به دما، شوری، سرعت صوت که توسط گشت دریایی ROPME در تابستان 2001 گردآوری شده، استفاده می شود. با رسم دیاگرام های دما، شوری و سرعت صوت توسط نرم افزار excel و همچنین نمودار چهاربعدی سرعت صوت، توسط نرم افزار شبکه عصبی برای تمام ایستگاه های منطقه، موضوع را مورد بحث وبررسی قرار می دهیم.
مشخصات نویسندگان مقاله آبشستگی موضعی پیرامون گروه پایه پل: بررسی اثر زاویه قوس کانال و فاصله بین پایه ها
امیر اظهری - استادیار دانشگاه آزاد صفادشت
رضا تقی پور - استادیار دانشگاه مازندران
محمد علیزاده - کارشناس ارشد مهندسی عمران آب
چکیده مقاله:
آبشستگی موضعی پایه های پل یکی ازمهمترین عللی است که ممکن است منجر به آسیب جدی و یا حتی فروریختن پل گردد دراین مطالعه عمق آبشستگی موضعی اطراف گروه سه پایه دایره ای شکل تحت شرایط آب زلال و رسوبات بستر یکنواخت بطور ازمایشگاهی مورد بررسی قرارگرفت درازمایشات انجام شده انواع شرایط شامل قطر اندازه رسوبات فواصل بین پایه اهی دبی ها و زوایای برخورد جریان مختلف درنظر گرفته شد اثرزاویه برخورد جریان برعمق ابشستگی موضعی گروه پایه با استفاده از زاویه قوس کانالی که پایه ها درانتهای آن قوس قرارمیگیرند بیان گردید با اعمال تغییراتی که درپارامتر شدت جریان و اضافه نمودن ضرایب فواصل بین پایه ای و زاویه قوس کانال دررابطه تخمین عمق آبشستیگ شپارد رابطه ای کاربرد به منظور پیش بینی ماکزیمم عمق آبشستگی موضعی درگروه سه پایه ارایه گردید.
کلیدواژهها:
آبشستگی موضعی، گروه پایه، روابط تجربی، زاویه قوس کانال
در داخل متن نیز هر جا که به عبارت و یا دستاوردی از این مقاله اشاره شود پس از ذکر مطلب، در داخل پارانتز، مشخصات زیر نوشته می شود.
برای بار اول: (اظهری, امیر؛ رضا تقی پور و محمد علیزاده، ۱۳۹۱)
برای بار دوم به بعد: (اظهری؛ تقی پور و علیزاده، ۱۳۹۱)