بهینه سازی سنجه های محیط پلاسمایی کلید گازی سه الکترودی تریگاترون، به دلیل کاربرد گسترده ی آن در اغلب تجهیزهای پلاسمایی، مورد مطالعه و بررسی قرار گرفت. مبانی نظری کار مبتنی بر شبیه سازی مدار تخلیه شامل: خازن اصلی، ضریب القایی مدار و مقاومت پلاسما در حالت کلید بسته، با یک نوسان گر کندمیرا بوده است. ولتاژ کلید در محدوده ی 6 تا 15 کیلوولت، فشار داخل کلید در بازه ی 1 تا 5/1 اتمسفر و شکاف جرقه در گستره ی 4/1 تا 8/2 میلی متر بود. چگالی الکترون محیط پلاسمایی درون کلید گازی در حالت شکست خودبه خود با استفاده از اندازه گیری جریان و ولتاژ وابسته به زمان کلید تعیین شد. چگالی الکترونی پلاسما در محدوده ی 1024×5/0 تا 1024×5/3 بر متر مکعب به دست آمد و این بازه با مقدارهای گزارش شده برای محیط پلاسمایی مربوط به تخلیه ی قوس و جرقه در فشار جو و بالاتر از آن، که مبتنی بر عملکرد جویباری شکست الکتریکی است، در تطابق خوبی است.

در این کار، خواص الکترونی از جمله چگالی حالتها و چگالی الکترونی برای GaN، InN و InxGa1-xN در فاز ورتزیت برای x=0.5 محاسبه شده است. این مطالعه بر پایه تئوری تابع چگالی با روش پتانسیل کامل خطی افزوده موج جهت محاسبه خواص الکترونیکی بهره برده است.نتایج نشان داد که شکاف انرژی inxGa1-xN با کاهش میزان GaN افزایش می یابد.

در این مقاله انتشار باریکه لیزر گوسی و باریکه لیزر مختل شده و تأثیر اختلال وارد شده بر باریکه لیزر بر تحریک موج الکترونی پلاسما با در نظر گرفتن اثرهای غیر خطی پاندروموتیو و نسبیت مورد بررسی قرار گرفته است. برای نرخ رشد تابع تغییر تیزی اختلال و تغییر پهنای باریکه لیزر مختل شده وموج الکترون پلاسما از تقریب پاراکسیل استفاده کرده ایم. در ادامه برای حل معادلات درجه دوم از حل عددی استفاده کرد یم. در نتیجه حل عددی مشاهده می شود که افزایش در چگالی باعث افزایش در خود کانونی باریکه لیزر، ریپل باریکه لیزر و موج الکترون پلاسما می شود و بهتر شدن خودکانونی باریکه لیزر مختل شده باعث افزایش انرژی پتانسیل الکترونی می شود.

شبیه سازی یک بعدی پلاسمای تخلیه ی سد دی الکتریک صفحه ای با استفاده از نرم افزار کامسول انجام شد. تأثیر ضخامت و ضریب دی-الکتریک، ولتاژ و بسامد اعمال شده به الکترودها بر تغییرات دما و چگالی الکترون مورد مطالعه قرار گرفت. نتیجه های به دست آمده نشان داد که افزایش ولتاژ، بسامد، ضریب گسیل الکترون ثانویه ی الکترود و ضریب دی الکتریک باعث افزایش چگالی الکترون می شود درحالی که افزایش ضخامت دی الکتریک، چگالی الکترون را کاهش می دهد. افزایش ولتاژ از 5 تا kV 50، سبب افزایش چگالی الکترون از 1017×4 به 3-m 1018×2/3 شد، با افزایش بسامد از 20 تا kHz 50، چگالی الکترون از حدود 1017×96/1 تا حدود 3-m 1017×5/3 افزایش یافت. در این شبیه سازی ها مشاهده شد که افزایش ولتاژ، بسامد و ضخامت دی الکتریک باعث افزایش دمای الکترون می شود درحالی که افزایش ضریب دی الکتریک و ضریب گسیل الکترون ثانویه ی الکترود، اثرهای متفاوتی دارند. از نتیجه های به دست آمده مشخص شد که بدون نیاز به اعمال ولتاژ و بسامد بالا؛ با تغییر جنس و ابعاد دی الکتریک و جنس الکترودها می توان چگالی الکترون را تا مرتبه ی 3-m 1018 افزایش داد.

مطالعه و سنجش یون سپهر در علوم مختلف از جمله مطالعات فضایی و برای بهبود آنالیز و پیش بینی فضایی هوا شامل طوفان های ژئومغناطیسی، بررسی پدیده ها و ناهنجاری های یون سپهری، سیستم های مخابراتی، ژئوفیزیکی، مطالعه پیش نشانگری زلزله و مخاطرات طبیعی بسیار کارآمد می باشد. برای توصیف فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی رخ داده در لایه یون سپهر تغییرات پی در پی چگالی الکترون این لایه با تغییرات زمان و موقعیت جغرافیایی موسوم به پروفیل عموی لایه ی یون سپهر (پروفیل چگالی الکترون) مورد استفاده قرار می گیرد. اهمیت پایش چگالی الکترون یون سپهر بدلیل تأثیری که لایه یون سپهر بر روی امواج رادیویی GPS در ناوبری و مخابرات می گذارد، سبب مدلسازی و بررسی پارامتر یون سپهری در اینمقالهگردیده است. تغییرات ناگهانی و زیاد چگالی الکترون در بخش های مختلف یون سپهر مدلسازی آن را برای تصحیح خطای یون سپهری بسیار پیچیده می نماید. یکی از جدیدترین روش های سنجش از دور برای استخراج پروفیل چگالی الکترون در لایه ی یون سپهر، روش نهفتگی رادیویی (GPS RO) است که قادر به تولید پروفیل های چگالی الکترون با توان تفکیک قائم بالامی باشد. دراین روش گیرنده های GNSS بر روی ماهواره های ارتفاع پایین (LEO) قرار گرفته و سیگنال فرستاده شده در راستای خط دید ماهواره های LEO و GNSS خم گردیده و اطلاعات لایه های اتمسفری (بویژه یون سپهر) را ثبت و ضبط می نماید. در این مقاله، ابتدا ماهواره ی COSMIC معرفی و سپس برایسال های 2006تا2007 (کمینة فعالیت خورشیدی) بکارگیری الگوریتم های هوشمند توانسته است کارآیی مناسبی در جهت مدلسازی پروفیل های چگالی الکترون ارائه دهد. نتایج بدست آمدهبا پروفیل های چگالی الکترون سه نوع مدل مرجع بین المللی یون سپهریIRI-NEQ، IRI-Corrو IRI-001 مقایسه شده اند و چنین نتیجه گرفته شده است که برای کشور ایران، مدل ایجاد شده با شبکة عصبی شباهت بیشتری با پروفیل های مشاهداتی ماهواره ی COSMIC نسبت به پروفیل های چگالی الکترون مدل های مرجع بین المللی یون سپهری از خود نشان می دهند.

سامانه تداخل سنج لیزری یک ابزار تشخیصی است که از آن برای اندازه گیری چگالی الکترون در محیط پلاسمای توکامک استفاده می شود. این سامانه از اجزای مختلفی مانند لیزر، آشکارساز، بخش اپتیکی، بخش کنترل و داده گیری و غیره تشکیل می شود. اولین گام در برپایی چیدمان این سامانه جهت اهداف آزمایشگاهی، مشخصه یابی هر کدام از اجزای آن با توجه به پارامترهای توکامک و اهداف پژوهشی مدنظر است. لیزر از مهمترین مولفه های این سامانه است که انتخاب آن بر انتخاب سایر اجزا تاثیرگذار است. به همین دلیل، نخست این مولفه برای استفاده در توکامک دماوند مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته است. با توجه به مقدار حجم پلاسما، میدان مغناطیسی توکامک و چگالی الکترون، طول موج لیزر از ناحیه میکروموج تا فروسرخ دور و فروسرخ می تواند انتخاب شود. در این مقاله، مشخصه یابی لیزر از طریق شناسایی منابع تولید خطا در اندازه گیری چگالی الکترون در محیط پلاسمای توکامک دماوند انجام شده است. قدرت جداسازی تداخل سنج دو رنگ، پدیده شکست موج، اثر چرخش فارادی، محدوده ارتعاش آینه بازتابی، شفافیت پنجره خلا برای طول موج لیزر، نوفه ناشی از طول موج جبران سازی و انتشار مد غیرعادی به عنوان منابع تولید خطا در اندازه گیری چگالی الکترون شناسایی و سپس بستگی طول موجی هر کدام از این عوامل مشخص شد. نتایج نشان می دهد که استفاده از لیزر دی اکسید کربن دوتایی، علی رغم این که از قدرت جداسازی فاز موثر، قدرت جداسازی چگالی و نسبت سیگنال به نوفه ضعیفی در مقایسه با سایر ترکیبات طول موجی برخوردار است اما به علت دارا بودن میزان شکست کم، زاویه چرخش فارادی کوچک، پایداری بیشتر سیگنال تداخل گزینه مناسبی برای اندازه گیری چگالی الکترون پلاسمای توکامک دماوند است.

در این مقاله، با استفاده از شبیه ­سازی ذره ­ای دوبعدی پلاسما، شتاب الکترون در رژیم حبابی در اثر برهم کنش پالس لیزری پرشدت کوتاه با یک پلاسمای رقیق دارای رمپ چگالی مورد بررسی قرار گرفته است. در اثر نیروی پاندرماتیو لیزری، موج پلاسمایی و میدان الکتریکی متناظر با آن در پلاسما تشکیل می ­شود. الکترون های تزریق شده در ناحیه­ ی متمرکزکننده و شتاب­دهنده­ موج پلاسمایی می ­توانند از موج انرژی گرفته و تا انرژی­ هایی از مرتبه­ گیگالکترون ولت شتاب داده شوند. نتایج شبیه سازی ذره­ای دوبعدی نشان می­دهد با افزایش شیب چگالی پلاسما، سرعت فاز موج پلاسمایی ایجاد شده افزایش و طول موج متناظر با آن کاهش می­یابد. این امر موجب جابجایی ناحیه­ی متمرکزکننده و شتاب­دهنده موج پلاسمایی و در نهایت افزایش طول شتاب در فرآیند شتابدهی الکترون می­گردد. با در نظر گرفتن پالس لیزری با دامنه شدت بدون­بعد ، پهنای پالس و پلاسما با رمپ چگالی به ­طول ، میدان الکتریکی شتابدهنده متناظر با موج پلاسمایی با دامنه­ی بدست آمد. نتایج بدست آمده می­تواند در انتخاب پروفایل مناسبِ چگالی پلاسما در طراحی سامانه­ی شتاب­دهنده لیزر- پلاسما برای دستیابی به انرژی­هایی از مرتبه گیگاالکترون ولت در زمان­های کوتاه دارای اهمیت باشد.

چندین روش به منظور برآورد تابع چگالی احتمال وجود دارد. از سوی دیگر، در نظریه مجموعه های فازی یکی از روش های ساختن تابع عضویت بر پایه ی مجموعه داده، روش مبتنی بر تابع چگالی احتمال است. با توجه به روش های متداول در برآورد تابع چگالی، این مسئله می تواند به محاسبه انواع تابع عضویت بر پایه یک مجموعه داده منجر شود. در این مقاله، برخی از این روش ها بیان و با مثال عددی تشریح می شوند.