دانشکده مهندسی برق - گروه الکترونیکپایان نامه کارشناسی ارشدموضوع:طراحی الگوریتم ، دیاگرام بلوکی و شبیه سازی آشکارساز ستاره به منظور تعیین سمت گیری زاویه ای مورد استفاده در حسگر ستارهدانشجو:سبحان روشنیاستاد راهنما:دکتر محمد نژادتیر 89

دانشکده مهندسی برق طراحی و شبیه سازی اداوات مجتمع فوتونیک کریستال WDM مبتنی بر اندرکنش کاواک- موج بررساله برای دریافت درجه دکتری در رشته مهندسی برق گرایش الکترونیک کیازند فصیحیاستاد راهنما: دکتر شهرام محمدنژاد اردیبهشت 88

دانشکده مهندسی برق - گروه الکترونیکپایان نامه کارشناسی ارشدموضوع:طراحی و شبیه سازی لیزرهای مود قفل شده، با استفاده از موج‌برهای کریستال نوریدانشجو:مانی باباعلیاستاد راهنما:دکتر محمد نژادآبان 1387

دانشکده مهندسی برق جلسه دفاعیه از پایان نامه کارشناسی ارشد طراحی و شبیه سازی سوییچ نوری بهینه، مبتنی بر ادوات فوتونیک­کریستالی غیر­خطی چکیده سوییچ نوری فوتونیک‌کریستالی با پاسخ زمانی فوق سریع و انرژی مصرفی پایین امکان بهره برداری از پهنای باند بیشتر در شبکه های مخابرات فیبر نوری را به ما می­دهد. در این پایان نامه با استفاده از فوتونیک­کریستال دو بعدی یک سوییچ تمام نوری بهینه با هدف بدست آوردن سرعت سوییچ زنی بالا و توان تلفاتی کم پیشنهاد شده است. در محاسبات ساختار باند فوتونی و تحلیل مود نقص، از روش بست امواج تخت و جهت بررسی منحنی توان و زمان سوییچ زنی، روش تفاضل متناهی در حوزه زمان استفاده شده است. برای طراحی بهینه ساختار فوتونیک‌کریستالی، از نمودار نقشه شکاف باند فوتونی که تابعی از چند پارامتر مهم طراحی است، بهره برده­ایم. ساختار سوییچ مبتنی بر فوتونیک­کریستال مربعی با میله ­ هایی از جنس SiGe با ضریب شکست خطی ، در بستری از هوا می­باشد. در این طراحی ثابت شبکه و شعاع میله­ها بدست آمده است. عمل سوییچ ­ زنی مبتنی­بر تغییر ضریب شکست غیرخطی، در اثر افزایش شدت نور ورودی صورت می­پذیرد، برای استفاده از این خاصیت، از ماده پلیمری با ضریب شکست غیرخطی کِر بالا ( ) استفاده شده است .روش طراحی سوییچ در اینجا مبتنی­بر ماخ زنر متقارن می­باشد و جهت بدست آوردن بیشینه توان انتقالی کلیه ادوات به کار رفته همانند خم و شکافنده بهینه شده است. در ابتدا سوییچ ماخ زنر1 × 1 طراحی شده است، که شدت نور لازم برای سوییچ زنی آن ( )7 می­باشد. در ادامه برای از بین بردن مود حلقه ماخ زندر متقارن، یک کوپلر مستقیم طراحی شده که با استفاده از کوپلر مستقیم و ماخ زندر متقارن یک ساختار سوییچ 2 × 1 پیشنهاد شده که شدت نور لازم برای سوییچ­زنی آن ( )11 می­باشد. در پایان ساختار سوییچ تمام نوری 2×2 طراحی شده است که تغییر فاز لازم برای سوییچ زنی به ازای ورودی ( )6.5 رخ می­دهد. این سوییچ­ها قابل مجتمع شدن در مداراهای مجتمع نوری می­باشند و همچنین در شبکه­های WDM ­کاربرد دارند . دانشجو : آرش علیزاده وندچالی استاد راهنما : دکتر شهرام محمد نژاد هیات داوری: دکتر سعید علیائی ؛ دکتر ستار میرزاکوچکی؛ دکتر علی صدر تاریخ دفاع: چهار شنبه 11/12/89 ساعت: 15 محل: کلاس305دانشکده برق

چکیده کامپیوترهای کوانتومی توانایی انجام محاسبات ویژه ‌ای را دارند که انجام آن ‌ها برروی یک کامپیوتر کلاسیک به ‌طور کارآمد میسر نیست. از میان طرح ‌های گوناگون تحقق فیزیکی حساب کوانتومی، اسپین الکترون محبوس در نقطه ی کوانتومی توجه بسیاری را به ‌خود جلب کرده است. در این طرح عملیات یک و دو کیوبیتی به ترتیب با اعمال میدان ‌های مغناطیسی محلی و تغییر انرژی تبادلی بین نقطه ‌های کوانتومی مجاور اجرا می ‌شوند. از دیدگاه نظریه ‌ی کنترل، این میدان ‌ها تابع ‌های کنترلی سیستمی هستند که پویایی آن توسط معادله ‌ی شرودینگر توصیف می ‌شود. هدف از این تحقیق هدایت کیوبیت (یک جفت کیوبیت) از حالت اولیه ی معین به حالت پایانی مطلوب است، مادامی ‌که تابعک هزینه ی انرژی کمینه گردد. تعبیر ریاضی این هدف، حل یک مسأله ‌ی کنترل بهینه است.با فرمول ‌بندی مسأله در قالب حساب تغییرات و اصل کمینه ‌یابی پونتریاگین به شرایط لازم بهینگی دست می ‌یابیم. این شرایط مبنایی برای روند تکراری گرادیان و جستجو برای کنترل بهینه را فراهم می ‌آورند. به دلیل پیچیدگی دستگاه معادلات دیفرانسیل، برای تعیین میدان ‌های کنترلی بهینه ناگزیر به استفاده از روش های عددی هستیم. در این پایان ‌نامه روش تکراری تندترین کاهش به ‌عنوان یکی از روش ‌های حل عددی مسأله معرفی و مورد استفاده قرار می ‌گیرد. نتایج حل عددی مسأله نشان می دهند که با استفاده از روش تندترین کاهش می ‌توان به میدان ‌های کنترلی بهینه، که سیستم را با دقتی بالا به حالت نهایی هدایت می ‌کنند، دست ‌یافت. همچنین، این نتایج بینش جدیدی درباره ‌ی پویایی سیستم رقم می ‌زنند که (این بینش) می‌‌تواند در طراحی گیت ‌های جدید مورد استفاده قرار گیرد. تدبیرهای مهندسی پالس در این پایان نامه، تأکیدی بر سودمندی روش ‌های کنترل بهینه و دست ‌یابی هم ‌زمان به هدف ‌های مطلوب در طراحی گیت های کوانتومی به ‌شمار می ‌رود. واژه ‌های کلیدی: حساب کوانتومی، گیت ‌های کوانتومی، نقطه ‌های کوانتومی، نظریه ‌ی کنترل بهینه، روش تندترین کاهش.

دانشکده­ی مهندسی برق ارائه‌ی مدل بهینه و شبیه‌سازی تحول زمانی گیت‌های کوانتومی مبتنی بر نقطه‌های کوانتومی پایان­نامه برای دریافت درجه­ی کارشناسی ارشد در رشته­ی مهندسی برق گرایش الکترونیک محمد مهماندوست استاد راهنما: دکتر شهرام محمدنژاد آبان 1389

چکیده هدف از ارائۀ این سمینار بررسی و تحلیل انتقال و رفتار کوانتومی الکترون در نانوساختارها و ادوات نانوالکترونیکی مانند نانوتیوب­های کربنی، نانوسیم­ها، چاه­ها و نقطه­های کوانتومی، قطعات تک­الکترونی، قطعات تشدید تونل­زنی و قطعات مشابه می­باشد. مواد نانو شامل فلز، نیمه هادی و عایق­هایی هستند که حداقل یکی از ابعادشان در مقیاس نانو می­باشد، که این امر منجر به ایجاد تحدید کوانتومی در حرکت الکترون و وابستگی ویژگی­های فیزیکی به ابعاد ماده ﻣﻰشود. به عبارت دیگر با کوچک­تر شدن ابعاد قطعات نیمه­هادی ، رفتار آن­ها پیچیده­تر شده و پدیده­های فیزیکی جدیدی در این ابعاد رخ می­دهند که به نوبه­ی خود باعث ایجاد محدودیت­هایی در ویژگی­های قطعه می­شوند. گذار الکترون در مقیاس نانو به نسبت بین ابعاد نمونۀ تحت بررسی و سه پارامتر مهم متوسط مسیر آزاد، طول واهلش فاز و طول موج فرمی الکترون بستگی دارد. از این رو اثرات کوانتومی نقش اساسی در ساختارهای نانومقیاس ایفا می­کنند. بنابراین بررسی و توجیه این رفتارهای کوانتومی و به دست آوردن معادلات حرکت مربوط به الکترون­ها و توابع موج آن­ها از اهمیت ویژه­ای در آینده­ برخوردار است. همان­طور که گفته شد، الکترون­ها در ابعاد نانو ویژگی­هایی متفاوت از خود نشان می­دهند. انتقال بالستیک الکترون، تونل­زنی، انسداد کولمبیک و غیره مثال­هایی از رفتار متفاوت الکترون در قطعات نانومقیاس می­باشند. در این سمینار به بررسی رفتار الکترون، تابع موج مربوط به آن و معادلات حاکم پرداخته خواهد شد. در نهایت برای استفاده از ویژگی کوانتومی حرکت الکترون و کاربرد آن در قطعات نانوالکترونیک به بررسی روش­های کنترل انتقال کوانتومی و تونل­زنی الکترون پرداخته می­شود.

دانشکدۀ مهندسی برق بررسی و تحلیل انتقال کوانتومی در نانوساختارها سمینار برای دریافت درجۀ کارشناسی ارشد دانشجو پرستو خادمی 87611331 استاد راهنما دکترشهرام محمدنژاد پاییز 88

چکیده با توجه به پیشرفت روز افزون ارتباطات، نیاز به راه­های ارتباطی که انتقال با کیفیت را تضمین کند بیش از پیش احساس می­شود. پدیده اعوجاج سیگنال ناشی از وابستگی سرعت فاز به فرکانس، پاشیدگی نامیده می‌شود. از جمله روش­های رایج برای جبران پاشیدگی در سیستم­های انتقال نوری استفاده از فیبرهای جبران­ساز پاشیدگی است. فیبرکریستال نوری بر دامنه و پاشیدگی سرعت گروه به عنوان تابعی از طول موج کنترل مناسبی دارد. از طرف دیگر به دلیل گسترش ادوات نوری مبتنی بر فیبرهای کریستال نوری در شبکه­های مخابرات، اتصال فیبرهای معمولی محیط انتقال به این نوع ادوات بیش از پیش مورد توجه محققان قرار گرفته است. از جمله مشکلاتی که در اتصال بین فیبرهای جبران­ساز پاشیدگی و فیبرهای معمولی وجود دارد، تلفات اتصال است. به این منظور در این پروژه علاوه بر طراحی و شبیه­سازی فیبر جبران­ساز پاشیدگی که با استفاده از روش­­ عددی تفاضل متناهی در حوزه فرکانس انجام می­شود، تلفات اتصال نیز از جنبه عددی بررسی شده و در نهایت یک ساختار مناسب برای فیبر شامل ضریب پاشیدگی منفی بیشینه و تلفات اتصال کمینه ارائه شده است. نتایج نهایی طراحی ساختار بهینه فیبر کریستال نوری به این ترتیب به­دست آمده است: بیشینه ضریب پاشیدگی منفی در حدود 1600ps/nm.km- ، کمینه مقدار تلفات نشتی، تلفات اتصال در حدود 0/8dB بین فیبرکریستال نوری جبران­ساز پاشیدگی و فیبر معمولی. تغییر پارامترها­ی فیبر به گونه­ای است که امکان ساخت وجود داشته باشد. جبران پاشیدگی در باند C (1530-1560nm) و باندL (1560-1630nm) بررسی شده است.

دانشکده مهندسی برق عنوان پایان‌نامه طراحی و شبیه سازی فیبر جبران ساز پاشیدگی کریستال نوری مبتنی بر ساختارهایی با تلفات اتصال بهینه  پایان‌نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد در رشته مهندسی برق گرایش الکترونیک نام دانشجو نسرین احتشامی استاد راهنما: دکتر شهرام محمد نژاد

چکیده ارتفاع سنجی با شعاع لیزر کاربردهای زیادی در ابعاد تجاری و نظامی دارد. ارتفاع سنج ماهواره و ماهواره‌های شناسایی، هواپیماهای نقشه‌برداری (برای بدست آوردن پروفیل سطح زمین)، هواپیماهای شناسایی، ژرف یابی اقیانوس و ارتفاع سنج موشکهای کروز از کاربردهای وسیع ارتفاع سنج لیزری می‌باشد. یک مسئله مهم در ارتفاع سنج، هدف مورد سنجش است. مسائلی مانند میزان جذب و انعکاس هدف نسبت به پرتو فرودی و نیز شکل توزیع سیگنال بازگشتی بسیار حائز اهمیت‌اند. تحقیقات نشان می‌دهد که انعکاس سطح آب برای امواج مادون قرمز در حد صفر و برای امواج مرئی در حدود 2% می‌باشد. این امر استفاده از امواج مرئی را توصیه می‌کند (به عکس اکثر فاصله یابها که از مادون قرمز بهره می‌گیرند). در میان امواج مرئی نور سبز و آبی بیشترین مقدار انعکاس را دارند، اما ضریب انتقال آنها در آب نیز زیاد بوده و ممکن است اشعه به بستر آب برخورد کرده و بازگشت آن خطا ایجاد نماید. طول موج قرمز گرچه ضریب انعکاس کمتری دارد، ولی بدلیل ضریب انتقال کمتر در مقایسه با طول موج سبز و آبی، مناسب‌تر می‌باشد. نکته حائز اهمیت بازتابش آینه‌ای سطح آب هنگام برخورد پرتو فرودی است، در حالی که در سطوح دیگر (مثلاً سطح دیوار) نور بصورت دیفیوز (تقریباً در تمام جهتها) منعکس می‌گردد. از این رو آب ساکن، توان بسیار کمی را به گیرنده باز‌می‌گرداند و در نتیجه ضریب انعکاس آن کم می‌باشد و آب مواج بدلیل انعکاس پرتو در جهتهای مختلف ضریب انعکاس زیادی دارد. در این پروژه از روش شیفت فاز برای اندازه‌گیری ارتفاع استفاده شده است. پرتو لیزر توسط یک موج سینوسی با فرکانس ثابت (حدود ) مدوله می‌شود. سیگنال پس از برخورد به هدف و بازگشت (البته بصورت معادل سازی تاخیر) توسط یک آشکارساز دریافت شده و بوسیله یک پری‌امپیلیفایر تقویت می‌شود. اختلاف فاز سیگنال ارسالی و دریافتی مبنای اندازه‌گیری ارتفاع است. در تکنیک هترودین از یک سیگنال کمکی با فرکانس بسیار نزدیک به فرکانس اصلی (در این پروژه حدود اختلاف) استفاده می‌شود. سیگنال کمکی با سیگنال ارسالی ترکیب گشته و پس از فیلتر شدن، فرکانس تفاضل کوچکی را بدست می‌دهد. از سوی دیگر سیگنال دریافت شده نیز با سیگنال کمکی ترکیب می‌شود و فرکانسی مشابه حالت قبل را بدست می‌دهد. دو سیگنال مزبور دارای اختلاف فازی معادل با اختلاف فاز اصلی مورد نظر می‌باشند. اما از آنجا که فرکانس کار بسیار تنزل یافته، اندازه‌گیری اختلاف فاز بسیار ساده‌تر خواهد بود. مدار آزمایشگاهی این سیستم، تئوری فوق را تائید می‌کند. طراحی بهینه و بهره‌گیری از المانهای کم نویز، دست‌یابی به مداری را میسر ساخت که قادر به آشکارسازی توانی در حدود (در فرکانس کار ) می‌باشد. نکته بسیار مهم دیگر تاثیر نور محیط بر روی آشکارساز و ایجاد خطای فاز می‌باشد. با استفاده از مقاومت بار بسیار کم برای آشکارساز، این مشکل کاهش می‌یابد.

دانشگاه علم و صنعت ایران دانشکده مهندسی برق طراحی و ساخت نمونه آزمایشگاهی ارتفاع سنج از سطح مایعات با شعاع لیزر سیدمحمدحسین حاجی‌میرسعیدی پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد در رشته مهندسی برق – الکترونیک استاد راهنما: دکتر شهرام محمد نژاد مهر 1381

چکیده ردیابی و تشخیص هدف اصلی از اهداف کاذب از جمله مواردی است که در جنگ­های الکترونیکی و هوایی از اهمیت ویژه­ای برخوردار است. در این میان، استفاده از رتیکل و بهبود عملکرد آن به عنوان یکی از روش­های پایه­ای، مهم به نظر می­رسد. رتیکل­ها به دلیل محدودیت ذاتی، قادر به تشخیص و تفکیک هدف اصلی از اهداف کاذب نیستند، ولی سادگی و قیمت پایین آنها از مزایای اصلی این سیستم­ها محسوب می­شود. در این پایان­نامه، از ردیابی دوگانه در باندهای UV و IR برای تشخیص اهداف کاذب و تفکیک آنها از هدف اصلی در سیستم­های رتیکلی، استفاده شده است. به دلیل اختلاف فاحش مقدار تشعشع اهداف کاذب و هدف اصلی، مکان اهداف کاذب از طریق تشعشعات باند UV و مکان هدف اصلی با استفاده از تشعشات هر دو باند UV و IR به دست خواهد آمد. این کار به وسیله­ی الگوریتم ارائه شده در متن انجام می­شود. رتیکل جدیدی نیز به همین منظور، در این پروژه طراحی شده است. رتیکل ارائه شده دارای قابلیت تشخیص موقعیت زاویه­ای هدف است (در بیشتر موارد مکان­یابی شعاعی هدف برای ردگیری، کافی است). چون در این روش از دو آشکارساز استفاده شده است و پردازش انجام شده تا حدی به سخت­افزار سیستم انتقال یافته است، این روش در مقایسه با روش­هایی مانند ICA و Rosette دارای سرعت بیشتری است و بر خلاف رتیکل­های ساده می­تواند در حضور اهداف کاذب نیز به درستی کار کند. واژه­های کلیدی: رتیکل، آشکارساز، باندهای UV و IR

دانشکده مهندسی برق طراحی و ساخت بخش های کنترلی شبیه ساز جستجوگر رتیکلی UV-IR پایان‌نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد در رشته مهندسی برق گرایش الکترونیک مزدک لیستانیاستاد راهنما: دکترشهرام محمد نژاد مهر ماه 1389

دانشکده مهندسی برق طراحی و شبیه سازی جستجوگر رتیکلی برمبنای تئوری با قابلیت تشخیص چند منبعی ICAمحمد رضا میر نظامیپایان نامه کارشناسی ارشد در رشته مهندسی برق- الکترونیک استاد راهنما: دکتر شهرام محمدنژاد این پایان‌نامه با حمایت مرکز تحقیقات مخابرات ایران انجام شده است آبان 1383

چکیده جستجـوگرهای رتیکلی به دلیل سادگی کاربرد وقیمت پایین، از دیرباز مورد توجه محققین بوده­اند. هدف از استفاده از جستجوگر رتیکلی در موشکها، تشخیص سیگنال فروسرخ و کد کردن موقعیت مکانی و زاویه ا ی اهداف موجود در حوزه دید جستجوگر است. سیستم های فرعی که در اکثر ادوات پرنده از جمله موشک ها وجود دارد، عبارتند از: بخش کنترل، موتور و بدنه. سیستم کنترل، معمولا" به دو بخش مجزا تقسیم می‌شود. این بخش‌ها در شکل 1-1 مشخص شده است. در موشک‌ هایی که مجهز به جستجوگر هستند، بخش راهنما به دو قسمت تقسیم می‌شود که عبارتند از: سر جستجوگر و خلبان اتوماتیک.

چکیدهتحولی که در سالهای اخیر در سایه استفاده از ادوات کریستال نوری در مخابرات نوری ایجاد شده، با نقشی که ترانزیستور در انقلاب الکترونیکی ایجاد کرده قابل مقایسه است. از جمله این ادوات میتوان به فیبرهای کریستال نوری اشاره کرد، که با توجه خواص منحصر به فرد آن ها نسبت به فیبرهای نوری معمول، انتظارمیرود در آینده نه چندان دور به صورت گستردهای مورد استفاده قرار گیرند. لذا با توجه به اهمیت این موضوع، پایان نامه حاضر به طراحی و شبیه سازی فیبرها ی کریستال نوری با ساختار چندگانه خواهد پرداخت. در این پایاننامه ساختارهای متفاوتی از فیبرهای کریستال نوری با ساختار چندگانه پیشنهاد شده است. از جمله این ساختارها میتوان به ساختارهای شش وجهی، هشت وجهی، ده وجهی، فیبرهایی با هسته هوایی و فیبرهای تمام جامد اشاره کرد. طرح های ارائه شده دارای پاشیدگی 10 -3 هستند. همچنین با استفاده از ps/nm2/km بسیار تخت، حتی با شیب بسیار پایین از مرتبه 10-10 قابل دستیابی است. از مزایای dB/km طرحهای ارائه شده، تلفات نشتی پایین، حتی از مرتبه دیگر ساختارهای پیشنهادی، میتوان به قابلیت داشتن پاشیدگی تخت و تلفات نشتی پایین، به طور همزمان اشاره کرد. شایان ذکر است که اغلب طرحهای موجود در زمینه فیبر های کریستال نوری، قابلیت داشتن پاشیدگی تخت و تلفات نشتی پایین، به طور همزمان را ندارند . در پایان نامه پیشرو، فیبری برای جبرانسازی پاشیدگی نیز طراحی شده است. این فیبر کریستال نوری قابلیت باند -U باند تا -E -200 ) در رنج وسیع طول موجی ps/nm/km تولید پاشیدگی منفی بزرگ(حدود را دارد. فیبر جبران ساز پیشنهادی، دارای تلفات نشتی پایینی در مقایسه با طرحهای موجود است. در این پایان نامه انواع پارامترهای ساختاری فیبرهای کریستال نوری مورد بررسی قرار گرفته و تاثیر هر یک بر پاشیدگی و تلفات نشتی، تجزیه و تحلیل شده است. از جمله این پارامترها میتوان به قطر حفرهها، میزان ثابت شبکه، تعداد حلقههای حفرهها و میزان آلایش باریکهها و هسته را نام برد.

چکیده از هنگام مطرح شدن فن­آوری CMOS در سیستم­های میکروالکترومکانیک در چند دهۀ گذشته، محدودیت­های ابعاد فیریکی آن قابل پیش­بینی بوده است. در جهت دست­یابی به کاهش بیشتر در ابعاد افزاره و کاهش تلفات توان، فن­آوری­های مختلفی در مقیاس نانو بررسی شده­اند. در این بین QCA دارای نقش تاثیرگذاری است. QCA ابتدا توسط لنت در سال 1993 پیشنهاد شده­ و از آن هنگام تاکنون تحقیقات بسیاری بر روی آن به­صورت تئوری و آزمایشگاهی انجام شده­ا­­ست. در QCA اطلاعات به شکل شارژ در یک سلول ذخیره می­شود و به دلیل عدم وجود جریان، مصرف توان کم امکان­پذیر می­شود. در این پایان­نامه هدف مدل کردن مدارهای QCA و ایجاد امکان شبیه­سازی و بررسی زمانی این مدارها است. برای این منظور با استفاده از معادلات حاصل شده از روابط ولتاژ-جریان کیرشهف و طراحی مدار معادل برای مدارهای QCA کلاک­دار، سعی در شبیه­سازی این مدارها داریم. سپس برای طراحی مدل مداری دینامیکی با محاسبۀ هامیلتونی مدار و استفاده از رابطۀ تصویر هایزنبرگ روابط دینامیکی ماتریس­های اسپین پائولی و به دنبال آن روابط دینامیکی بردارهای همدوسی را به­دست خواهیم آورد. در بیان ریاضی بردار همدوسی، بخشی از متغیرهای حالت مربوط به همبستگی میان سلول­های QCA است، لذا وابستگی زمانی عناصر ماتریس همبستگی دو سلول محاسبه می­شود و به این­ترتیب معادلات کامل مدل دینامیکی خط QCA حاصل می­شود. سپس با توجه به تعداد زیاد متغیرها به دنبال پیدا کردن تقریبی مناسب، مدلی با تقریب هارتری-فاک و مدلی با تقریبی میانی بین تقریب هارتری-فاک و مدل دقیق طراحی می­شود.

دانشکده مهندسی برق طراحی و شبیه­سازی مدل مداری دینامیکی برای سلول­های QCA پایان‌نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد در رشته مهندسی برق گرایش الکترونیک فرزانه احمدی کاخکی استاد راهنما: دکترشهرام محمد نژاد مهر ماه 1389

دانشگاه علم و صنعت ایراندانشکده ی مهندسی برقشبیه سازی و بهینه سازی رفتار آشکار سازهای مادون قرمز چاه کوانتومی بر مبنایGaAs/AlGaAsپایان نامه کارشناسی ارشددر رشته مهندسی برقاستاد راهنما :دکتر شهرام محمدنژادمهر 1382

چکیده در سال­های اخیر، بسیاری از تحقیقات بر روی آشکارسازهای نوری فرابنفش با کارایی بالا متمرکز شده است. کاربردهای مهم این ادوات در زمینه­های نظامی و غیر نظامی کاملاً مشهود است. دیودهای سد شاتکی با ساختار فلز نیمه­هادی با ویژگی­های مهم سادگی ساخت، زمان پاسخ کوتاه، قابلیت مجتمع سازی، جریان تاریکی پایین و توانایی عملکرد تحت بایاس مستقیم و معکوس از جمله آشکارسازهای مهم محسوب می­شوند. از میان نیمه­هادی­های مورد استفاده، ZnO با داشتن شکاف باند مستقیم و بزرگ دارای مزیت­های ویژه­ای در زمینه الکترونیک نوری و در گستره فرابنفش است. لذا با توجه به اهمیت این موضوع، پایان­نامه حاضر به طراحی و شبیه­سازی آشکارسازهای فرابنفش بر مبنایZnO با بهینه­سازی بازدهی کوانتومی و جریان تاریکی خواهد پرداخت. در این پایان­نامه مکانیزم انتقال جریان در آشکارسازهای فرابنفش بر مبنای ZnO با ساختار فوق مورد تحلیل و شبیه­سازی قرار گرفته شده است. این تحلیل بر مبنای گسیل ترمیونیک و اثر تونل­زنی حامل­ها استوار می­باشد. کمترین جریان تاریکی در بایاس 3 ولت مربوط به الکترود Ru به مقدار A10-10´04/6 به دست آمد. علاوه بر این به منظور افزایش سد شاتکی و کاهش بیشتر جریان تاریکی از نشست یک لایه عایقی بسیار نازک بین فلز و نیمه­هادی استفاده شد که می­تواند با روش­های خاصی مانند نشست بخار شیمیایی به کمک پلاسما صورت گیرد. تحلیل و شبیه­سازی این ادوات نشان می­دهد که در بایاس 3 ولت به ترتیب با ضخامت­های 3، 5، 7 و 10 نانومتر، جریان تاریکی به ترتیب برابر با 11-10´87/2، 13-10´23/8، 14-10´35/2، 16-10´14/1 آمپر است. هم­چنین از مهم­ترین پیشنهادها برای افزایش بازدهی کوانتمی در این ادوات می­توان تابش از زیرلایه و استفاده از لایه نازک عایقی روی سطح ZnO را نام برد. با استفاده از ماده TiO2 به ضخامت 1 نانومتر، بازدهی کوانتمی 7/46 درصد حاصل شده است.

دانشکده مهندسی برقطراحی و شبیه سازی آشکارسازهای فرابنفش بر مبنای ZnO با بهینه سازی بازدهی کوانتومی و جریان تاریکیپایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد در رشته ی مهندسی برق گرایش الکترونیک شاهین عنایتی ماکلوانیاستاد راهنما :دکتر شهرام محمدنژادمهر 1387

چکیدهبا توجه به افزایش روزافزون موارد استفاده از تجهیزات اپتوالکترونیک در صنعت، ضرورت کار بر روی چنین سیستم هایی و نیز بهبود قابلیت آنها بیش از پیش آشکار می شود. بر این اساس در این پروژه طراحی وشبیه سازی یک سیستم ردیاب پرتو لیزری با استفاده از آشکارساز4Q مد نظر بوده است. ردیاب لیزری، یک سیستم بسیار دقیق؛ غیر تماسی با قابلیت اندازه گیری دینامیک می باشد، که محدوده عملکرد وسیع؛ نرخ نمونه برداری بالا و ردیابی خودکار از جمله مشخصات آن می باشد.آشکارساز های حسگر موقعیت در سیستم ردیاب لیزری میتوانند از نوع 4Qو یاLEP باشند. که در این پروژه ضمن بررسی و مقایسه آنها؛ با توجه به مشخصات ردیاب؛ آشکارساز4Q انتخاب شده است. پس از تشریح آشکارسازهای حسگر موقعیت؛ ردیاب لیزری و مبانی تئوری آن مورد بحث قرار می گیرد. برای بخش فاصله سنجی؛ روش فازی انتخاب شد و چگونگی اندازه گیری فاصله با استفاده از اندازه گیری جابجایی فرکانس در فاصله ای مشخص از هدف تشریح گردید. سپس نتایج شبیه سازی ها به همراه مدارات طراحی شده برای قسمت های مختلف بیان گردید.

پروژه کارشناسی ارشد مهندسی برق _ الکترونیک طراحی و شبیه سازی ردیاب پرتو لیزری با استفاده از آشکارساز 4Q Design and Simulation of Laser Beam Tracking with Four Quadrant Detectors استاد راهنما: دکتر شهرام محمد نژاد اساتید هیات داوری: دکتر صالحی، دکتر شکوهی و دکتر صدر دانشجو: آرین سلمان پور شیجانی مهر1384

چکیده در این پروژه، طراحی و ساخت بخش­های الکترونیک سرعت­سنج لیزری به روش زمان پرواز انجام می­گیرد. هدف، طراحی و ساخت بخش­های الکترونیک سرعت­سنج لیزری برای مسافت­های حدود 1000m بوده است. مدار گیرنده سیستم مبتنی بر یک ماژول آشکارسازیست که در آن از یک آشکارساز APD که دارای بیشترین میزان حساسیت در طول موج 900nm است استفاده می­­شود. با طراحی مناسب بخش تغذیه ولتاژ بالا مبتنی بر یکسوسازی ولتاژهای سینوسی یک نوسان­ساز هارتلی، ولتاژهای تغذیه چندصد ولتی اندازه­گیری شده است. در طراحی مدار راه­انداز لیزر نیمه­هادی از یک ترانزیستور ماسفت توان­بالا و بسیار سریع و همچنین یک لیزر پالسی با طول موج مرکزی 905nm و توان اسمی 45W استفاده شده است. نتایج تست عملی منجر به اندازه­گیری پالس­های لیزری 40 واتی و با عرض پالس 4 نانوثانیه در بخش راه­انداز دیود لیزری می­شود. با به­کارگیری یک شمارنده با پالس 4GHz ، قابلیت تفکیک­پذیری حدود 4cm برای فاصله 1000 متری حاصل شده است. طراحی بخش­های الکترونیک سرعت­سنج شامل موارد زیر است: • طراحی و ساخت منبع تغذیه ولتاژ بالای DC جهت تغذیه آشکارساز و ماسفت قدرت • طراحی و ساخت مدار راه­انداز لیزر با استفاده از ماسفت قدرت • طراحی و ساخت مدار راه­انداز لیزر با استفاده از ترانزیستور بهمنی • طراحی و ساخت مدار شمارنده و پردازشگر • آزمون کلی مدار و اندازه­گیری نتایج این پروژه دربردارنده طراحی­های سطح بالایی با ویژگی­های خاص برای ماژول­های الکترونیکی سیستم سرعت­سنج لیزری است که مهم­ترین آن­ها عبارتند از: • طراحی­های Low noise و با ریپل بسیار کم برای منابع تغذیه آشکارساز و ماسفت قدرت • طراحی بردهای مناسب برای فرکانس­های بالا، برای سوئیچینگ­های در بازه کمتر از 100ns و جریان 15 آمپر برای دیود لیزری پالس نیمه­رسانا • برنامه­ریزی، طراحی و ساخت برد مناسب برای IC شمارنده فرکانس بالا در بازه 4GHz • طراحی تقویت­کننده­ای با بهره بسیار زیاد علاوه بر پاسخ فرکانسی بالا و نویز کم برای بخش گیرنده سیستم برای این­که فاصله­های اندازه­گیری شده در گستره 1000 متری در سیستم فاصله یاب لیزری TOF از دقت مناسبی برخوردار باشد، باید از شمارنده­های سریع استفاده نمود و مدارهای مورد نیاز را بر اساس آن طراحی کرد. در مدار اندازه­گیری توسط این روش از شمارنده استفاده می­شود. هر چه فرکانس پالس ساعت شمارنده بیشتر باشد خطای اندازه­گیری کمتر خواهد بود. شمارنده انتخاب شده TDC-GP1 مربوط به شرکت ACOM است، که با برخورداری از پالس ­ های ساعت 4GHz از دقت بسیار مناسب برای پروژه­هایی همچون طراحی فاصله ­سنج­های لیزری ساخته شده است. در بخش فرستنده از یک لیزر نیمه­رسانای پالسی با مشخصاتی ویژه به عنوان منبع لیزری استفاده خواهد شد. این لیزر PGEW IS09 ساخت شرکت PerkinElmer است.

دانشکده مهندسی برق گروه الکترونیک پایان­­نامه کارشناسی ارشد برق - الکترونیک عنوان: طراحی و ساخت بخش­های الکترونیک سرعت سنج لیزری با استفاده از روش زمانی( TOF ) استاد راهنما: دکتر شهرام محمد نژاد دانشجو: سعید آقایی 84611001 تابستان 1387

طراحی و شبیهسازی اثر نانو ذرات نقره بر مختصات الکتریکی و نوری فیلم لایه نازک اکسید تیتانیومپایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد در رشته برق گرایش الکترونیکسجاد قطره سامانیاستاد راهنما:دکتر شهرام محمد نژادآبان 89

چکیده در سال­های اخیر، اکسید تیتانیوم با داشتن ویژگی بسیار مناسب در کاربردهای فرابنفش، توجه دانشمندان را به خود جلب کرده است. از جمله ویژگی­ می­توان، شفافیت بسیار عالی در طول موج مرئی و مادون قرمز و ضریب شکست بالا(مناسب برای پوشش ضد انعکاس در قطعات نوری) را نام برد. برای بهبود ویژگی­های الکتریکی و نوری لایه نازک اکسید تیتانیوم، از نانو ذرات نقره استفاده می­کنیم. نانو ذرات Ag دارای ضریب جذب بالا هستند، بنابراین بارهای انتقالی بسیار بالا می­باشند، به همین دلیل جریان نوری، افزایش و جریان تاریکی، بازترکیب الکترون- حفره و نویز به سیگنال کاهش می­یابد. با توجه به این­که بازده کوانتمی و پاسخ نوری وابسته به ضریب جذب هستند، با افزایش ضریب جذب، این پارامترها بهبود می­یابند. البته ویژگی­های نانو ذرات وابستگی شدیدی به سایز، شکل، ساخت و دی­ الکتریک محیط دارد. با استفاده از چند روش عددی اثر قطر و شکل نانو ذرات را بر روی پارامترهای الکتریکی و نوری تحلیل و بررسی می­کنیم. از جمله آن­ها می­توان پارامترهای جذب، پراکندگی، باز تابش، انتقال و گاف انرژی را نام برد. به کمک پارامترهای نوری، ضریب شکست، ضریب دی­الکتریک و رسانایی را نیز به­دست آوردیم. علاوه بر آن، پلاریزاسیون و پارامترهای جذب و پراکندگی n لایه­ی ناخالص شده بررسی شده است. همچنین اثر نانو ذرات نقره بر بازدهی کوانتومی، جریان نوری، جریان تاریکی، نویز، NEP و قابلیت آشکارسازی در آشکارسازهای بر مبنای تحلیل و شبیه سازی شده است.

دانشگاه علم و صنعت ایراندانشکده مهندسی برقگروه الکترونیک پروژه کارشناسی ارشدبرق-الکترونیک عنوان:جداسازی هدفهای واقعی از کاذب با استفاده از الگوریتم تخمین IF و FLFMTدر سیستم‌های رتیکلی دانشجو :خلیل شفیع زاده83611123مهر 85

دانشکده مهندسی برق - گروه الکترونیکپایان نامه کارشناسی ارشدموضوع:طراحی و شبیه سازی فیبرهای کریستال نوری با ساختار چندگانه مبتنی بر شکاف باند نوریدانشجو:محمد علیرمضانیاستاد راهنما:دکتر محمد نژادمهر 138

چکیدهدر این پروژه هدف طراحی و شبیه سازی یک فاصله یاب لیزری با روش FMCW است که علاوه بر دقت بالا , دارای اجزاء ارزان قیمت بوده و مقرون به صرفه نیز باشد. بازه اندازه گیری سیستم 2 تا 30 متر است. برای دستیابی به دقت مطلوب در این بازه , از یک VCO با فرکانس کاری 55 تا 130 مگاهرتز استفاده شده است. فرکانس سیگنال مثلثی مدوله کننده نیز KHz2 است. سیگنال ارسالی پس از بازتابش از هدف وارد آشکارساز APD می شود. در گیرنده از یک ترکیب جدید برای مخلوط کردن سیگنالهای ارسالی و دریافتی استفاده شده است , بطوریکه رابطه غیر خطی جریان-ولتاژ APD برای عمل ترکیب بکار رفته است. استفاده از این روش , نیاز به تقویت کننده با پهنای باند زیاد را مرتفع می سازد. برای تبدیل فرکانس تفاضل به فاصله نیز دو الگوریتم ارائه و روابط دقت برای هر کدام بدست آمده است. لازم به ذکر است که حداکثر خطای سیستم برای الگوریتم زمانی برابر mm16/0 برای فاصله d=2m و cm 6/3 برای فاصله d=30m است.

  دانشکده مهندسی برق     طراحی و شبیه سازی فاصله‌یاب لیزری به روش FMCW       ایمان مهاجری       پایان نامه کارشناسی ارشد   در رشته مهندسی برق- الکترونیک     استاد راهنما: دکتر شهرام محمدنژاد       این پایان‌نامه با حمایت مرکز تحقیقات مخابرات ایران انجام شده است     آبان 1383

چکیدهاین رساله به معرفی ساختار جدیدی از فیبرهای کریستال نوری با خواصی منحصر به فرد می‌پردازد. عامل اصلی در به وجود آمدن این خواص فیبرهای کریستال نوری، ساختار پوشش و توانایی در کنترل ضریب شکست مؤثر است. از خواص فیبرهای کریستال نوری، می‌توان به موارد زیر اشاره کرد: تک مود بودن در طیف وسیع، تمرکز بسیار زیاد نور، خاصیت غیر خطی بالا، کنترل پاشیدگی، روزنه دریافت بزرگ، دو شکستی بالا، تلفات نشتی و تلفات در خم‌ بسیار کم. با توجه به خواص مذکور، این نوع فیبرها می‌توانند جانشین بسیار خوبی برای فیبرهای متداول باشند. امروزه برای تحلیل فیبرهای کریستال نوری از روش‌های عددی نظیر روش اجزای متناهی، روش چند قطبی، روش‌های تفاضل متناهی در حوزه زمان و فرکانس و... استفاده می‌شود. نگاه اجمالی به روش‌های عددی نشان می‌دهد که دستیابی به یک روش کامل غیر ممکن است. آنچه به تجربه نیز ثابت شده، این است که روش تفاضل متناهی در عین سادگی، دارای بهترین و دقیقترین پاسخ‌ها برای تحلیل فیبرهای کریستال نوری است. بنابراین از این روش در تحلیل خواص فیبرهای طراحی شده جدید استفاده شده است. اما اشکال عمده این روش و سایر روش‌های عددی مورد استفاده در الگوریتم‌های سعی و خطا، نیاز به زمان و هزینه زیاد برای پیاده‌سازی است.در این رساله روش جدیدی برای طراحی و بهینه‌سازی فیبرهای کریستال نوری ارائه شده است که بر مبنای روش هوشمند فازی-عصبی و روش الگوریتم ژنتیک ترکیبی DE/EDA است. دقت بالای روش فازی- عصبی و سرعت آن نشان می‌دهد که می‌تواند جایگزین مناسبی برای روش‌های عددی باشد. از این روش برای تخمین ویژگی‌هایی نظیر پاشیدگی و شیب آن و همچنین اتلاف فیبر در باند مخابراتی C، استفاده شد. دقت پیش‌بینی ویژگی‌های فیبر توسط این روش بیش از 99% بدست آمد. در ضمن از الگوریتم ژنتیک DE/EDA برای بهینه‌سازی ساختار فیبر استفاده شده است. نتایج نشان داد که این روش در مسائل بهینه‌سازی کارآیی بسیار دارد. فیبر کریستال نوری طراحی شده دارای اتلافی بسیار پایین و پاشیدگی کم در طول موج µm55/1 بوده و همچنین دارای شیب پاشیدگی اندک در باند C است. با افزایش تعداد متغیرهای ورودی هر عضو در پایگاه داده می‌توان خواص فیبر را بهبود بیشتری داد

دانشکده مهندسی برقرساله دوره دکتریطراحی ساختاری نوین برای فیبر کریستال نوری و بهینه‌سازی ویژگی‌های آنمریم پورمحی‌آبادیاستاد راهنما: ‌دکتر شهرام محمدنژادتیرماه 1388

چکیدهدر یک سیستم مخابرات کوانتومی، اطلاعات کوانتومی از یک نقطه به نقطه‌ای دیگر ارسال می‌گردند. به دلیل استفاده از زیرساختی به نام درهم‌تنیدگی کوانتومی، سیستم‌های مخابرات کوانتومی بسیار امن و غیرقابل نفوذ هستند. توزیع و کنترل درهم‌تنیدگی در مقیاس جهانی از ملزومات مخابرات کوانتومی راه دور است. هم‌اکنون تنها سیستم کوانتومی مناسب برای مخابرات کوانتومی راه دور فوتون‌ها هستند. یکی از مشکلات طرح‌های مبتنی بر فوتون، تلفات فوتون و پدیده ناهمدوسی در کانال کوانتومی است. این موضوع فاصله قابل عبور برای تک فوتون را به حدود چند ده کیلومتر در فیبرهای سیلیکایی محدود می‌کند. این مشکل را می‌توان با تقسیم فواصل طولانی به فواصل کوتاه‌تر بر طرف کرد، به‌ طوری که بتوان درهم‌تنیدگی را در این فواصل کوتاه‌تر حفظ کرد. سیستمی که این وظیفه را به عهده دارد، تکرارکننده کوانتومی نامیده می‌شود‌‌. با استفاده از مفهوم مبادله درهم‌تنیدگی می‌توان انتقال درهم‌تنیدگی روی فواصل دورتر را میسر کرد. به علاوه برای از بین بردن آثار ناهمدوسی القا شده در کانال کوانتومی، باید از پالایش درهم‌تنیدگی در تکرارکننده کوانتومی بهره برد. در این پایان‌نامه، طراحی تکرارکننده کوانتومی انجام می‌شود‌‌ و اجزاء آن معرفی می‌گردند. ارتباط میان اجزاء تشکیل دهنده و نحوه عملکرد تکرارکننده کوانتومی تشریح می‌شود‌‌. در ادامه طراحی، شبیه‌سازی و پیاده‌سازی برخی از زیر بخش‌های تکرارکننده کوانتومی انجام می‌شود‌‌. دو روش مجزا یکی مبتنی بر مدارهای مجتمع نوری و دیگری مبتنی بر ادوات نور خطی برای واحد تولید کننده زوج درهم‌تنیده ارائه می‌شود‌‌. در روش مبتنی بر مدارات مجتمع نوری، از موج‌برهای توری استفاده می‌شود و زوج فوتون‌های درهم‌تنیده‌ای با طول‌موج‌های 692 نانومتر و 950 نانومتر تولید می‌شود. روش مبتنی بر ادوات نور خطی برای تولید زوج فوتون درهم‌تنیده، در محیط آزمایشگاه به‌ طور تجربی پیاده‌سازی می‌شود‌‌. در این سیستم تولید کننده زوج فوتون درهم‌تنیده، طول‌موج لیزر 405 نانومتری به کریستال غیرخطی BBO تابانده شده و تعداد 88 زوج فوتون درهم‌تنیده در طول موج 810 نانومتر در بازه زمانی 30 ثانیه تولید و اندازه‌گیری شده است. از سوی دیگر، گیت‌های کوانتومی نظیر NOT و CNOT به روش مدارهای موج نوری طراحی و شبیه‌سازی شده و با استفاده از آنها روشی برای مبادله حالات کوانتومی ارائه می‌گردد. شکافنده پلاریزاسیونی پرتو به عنوان یک عنصر کلیدی در اندازه‌گیری حالات بل استفاده می‌شود‌‌. با استفاده از روش های مدار مجتمع نوری، طرحی تحت عنوان فیلتر پلاریزاسیونی ارایه می‌شود‌‌ که عملکرد آن معادل شکافنده پلاریزاسیونی پرتو است. توزیع درهم‌تنیدگی کوانتومی به عنوان زیربنای اصلی تکرارکننده کوانتومی و مخابرات کوانتومی مطرح است. پروتکل جدیدی برای توزیع درهم‌تنیدگی ارائه خواهد شد که قابلیت کشف و تصحیح خطای تغییر کیوبیت در کانال کوانتومی را داراست.

   دانشکده مهندسی برق       طراحی و مدلسازی تکرارکننده کوانتومی   در مخابرات کوانتومی راه دور     رساله برای دریافت درجه دکتری در رشته مهندسی برق   گرایش الکترونیک     شمس‌اله سالمیان     استاد راهنما:   دکتر شهرام محمدنژاد       دی 1389