توانایی کنترل سرعت نور، بسته به اینکه سرعت گروه کاهش یا افزایش پیدا کند، با عنوان نور کند یا تند اطلاق می شود و اخیرا توجه بسیاری را به خود معطوف کرده است. این کنترل بی نظیر کاربردهای درخور توجهی در بسیاری از زمینه های علمی از جمله دانش غیرخطی،rf فوتونیک و شبکه های تمام نوری دارد. از کاربردهای مستقیم تجهیزات نور کند و تند، در زمینه مخابرات می باشد. یک چالش بزرگ که در تکنولوژی اطلاعات امروزه نیز وجود دارد، ذخیره سازی سیگنال های نوری، مستقیما در حوزه نور است. از آنجا که در شبکه های امروزی سیگنال های نوری برای مسیریابی، سوئیچینگ، و پردازش باید به سیگنال های الکتریکی تبدیل شوند، تاخیرهای بزرگ و گره های ترافیکی در این شبکه ها وجود دارند. همچنین حفظ اطلاعات در حوزه نوری در طی پروسه ی مسیر یابی موجب کاهش چشمگیر توان، پیچیدگی، و سایز مسیریاب ها خواهد شد. بدین منظور می توان از یک خط تاخیر نوری قابل کنترل، به عنوان یک بافر نوری استفاده کرد، که عمل ذخیره سازی در آن متناسب با تغییرپذیری سرعت گروه انجام می گیرد. می توان گفت بافرینگ، بزرگ ترین مساله در تحقق بخشیدن به شبکه های تمام نوری پرسرعت می باشد، که با توانایی کنترل سرعت نور دست یافتنی است. تجهیزات نور کند و تند در حوزه کاربردهای rf فوتونیک، می توانند به عنوان المان های تاخیر زمانی صحیح(ttd)، برای کنترل آنتن های آرایه فازی و نیز در فیلترهای تنظیم پذیر مورد استفاده قرار گیرند. از کاربردهای بدیع دیگر، می توان از اپتیک غیرخطی، پردازش سیگنال تمام نوری و پردازش اطلاعات کوانتوم نام برد. روش های متعددی برای تغییر سرعت گروه نوری وجود دارد. سرعت گروهی کند یا تند می تواند از پاشندگی ماده یا موجبر و یا هردو نتیجه شود. طرح هایی که بر پایه سیستم های نیمه هادی برای تحقق نور کند وتند هستند، مزیت سرعت بسیار بالا و کنترل الکتریکی را دارند. علاوه بر این حجم کمتری دارند، برای کار در دمای اتاق مناسب اند و به راحتی قابل فشرده سازی با دیگر زیرسیستم های نوری اند. در این کار فرآیندهای مختلف برای تحقق نور کند و تند بررسی می شود و فرآیند cpo در تقویت کننده های نوری نیمه هادی (soa) به عنوان روش مناسب برای کنترل سرعت نور استفاده خواهد شد. qd-soa به عنوان محیط کنترل سرعت نور انتخاب و طراحی می شود. در ادامه مدل تئوری و روابط لازم برای محاسبات پارامترهای مختلف ارائه می گردد. سیگنال نوری در عبور از soa ،در اثر فرآیند غیرخطیcpo ، با یک تغییر در ضریب شکست مواجه می گردد که قابل کنترل است. بنابراین سرعت گروه می تواند به صورت الکتریکی با کنترل جریان اعمالی به وسیله، یا به صورت نوری، با کنترل توان یا فرکانس میدان نوری کنترلی، کنترل شود. در ادامه میدان نوری سومی برای کنترل بیشتر وارد می شود و روابط و معادلات جدید ارزیابی می شوند.

در این پایان نامه خواص نوری ساختار های شبه پریودیک از نوع فراکتالی برای اهداف مهندسی مثل طراحی فیلترهای نوری مورد بررسی قرارگرفته است. ابتدا با استفاده از مطالعات اولیه فرمول بندی ریاضی ساختار فراکتالی به عنوان نمونه فراکتال های ریاضی انجام گرفته، سپس با استفاده از روش tmm محاسبات لازم برای بدست آوردن ضرایب انعکاس و عبور صورت می پذیرد. بعد با استفاده از طیف بدست آمده توانمندی ساختار فراکتالی مورد نظر برای اهداف dwdm مورد بررسی قرار گرفته است.

هدایت هیدرولیکی غیراشباع خاک (k(?)) که با تغییر رطوبت (?) یا پتانسیل ماتریک خاک (h) می تواند چندین ده مرتبه تغییر نماید، یک ویژگی کلیدی در تبیین جریان آب در خاک و انتقال انواع آلاینده ها در محیط متخلخل است. اما اندازه گیری k(?) چه در آزمایشگاه روی نمونه های دست نخورده و چه در مزرعه، بسیار پیچیده، زمان بر و همراه با خطاهای بسیار است. از این رو استفاده از یک ویژگی خاک، که به سادگی در مزرعه یا آزمایشگاه قابل اندازه گیری بوده و ارتباط تنگاتنگ با k(?) داشته باشد، همیشه مورد جستجوی محققین فیزیک خاک بوده است. هدایت الکتریکی توده ای خاک (b?) از ویژگی های مطرح شده در این راستا است. جریان الکتریکی و جریان آب، هردو دریک مجموعه از منافذ و شکاف ها اتفاق می افتند و هردو با پارامترهای مشابهی مثل قطر منافذ، پیوستگی منافذ و پرپیچ وخمی در محیط متخلخل تحت تأثیر قرار می گیرند. بنابراین انتظار می رود برآورد k(?) از طریق b? چه به صورت رابطه ی رگرسیونی و چه تحلیلی میسر باشد. هدف این بررسی، امکان برقراری رابطه بین k(?) و b? و استفاده از آن به عنوان ابزار پیش بینی k(?)می باشد. در این تحقیق، k(?) برآورد شده از طریق اندازه گیری b? و به کار گیری مدل دوسان و روی، با k(?) اندازه گیری شده به روش گاردنر( جریان خروجی از دستگاه صفحلت فشار) مقایسه و ارزیابی گردید. نتایج نشان داد که در 30 نمونه خاک مورد مطالعه، بین k(?) برآورد شده از طریقb? و k(?) اندازه گیری شده یک رابطه ی خطی با r^2 بیشتر از 9/0 وجود دارد و بیانگر این است که می توان با اندازه گیری b? و با دردست داشتن مقادیر شن و سیلت و رس در هر خاک مقدار k(?) را با دقت خوبی برآورد کرد. در بخش دیگری از این تحقیق امکان برقراری رابطه بین k(?) و نفوذپذیری هوا برای خاک (k_a ) مورد بررسی قرار گرفت. در یک محیط متخلخلی مثل خاک، همچنان که نفوذپذیری خاک برای آب به عنوان یک سیال مطرح شده، نفوذپذیری خاک برای هوا نیز به عنوان یک سیال دیگر مطرح است. جریان آب از بخش اشباع منافذ و جریان هوا از بخش خالی منافذ صورت می گیرد و با توجه به وابستگی بین دو بخش یاد شده، انتظار می رود که k_a و k(?)به هم مرتبط شوند. به علاوه اندازه گیری k_a براساس روش بار افتان بسیار سهل و ساده است. در این تحقیق k_a نمونه ها به روش بار افتان (کریکهام، 1949) و k(?) به روش گاردنر (1956) اندازه گیری و با k_a مقایسه و تجزیه و تحلیل گردید. نتایج نشان داد که در 30 نمونه خاک بین k_a و k(?)یک رابطه ی خطی رگرسیونی با r^2 بالا (بین 95/0 تا 98/0) وجود دارد و می توان با استفاده از این رابطه و با داشتنk_a در هر خاک مقدار k(?) را با دقت قابل قبول تخمین زد. مقادیر k(?)همچنین از مدل ون گنوختن- معلم برای هر نمونه برآورد شده و با مقادیر k(?)برآورد شده از طریق b? و k_aمقایسه شد. مشخص شد که مقادیر برآورد شده از طریق b? و مدل ون گنوختن- معلم دارای دقت های نزدیک به هم و بالاتری نسبت به مقدار برآورد شده از طریق k_a هستند. لذا به نظر می رسد تخمین k(?) از طریق b? بسیار رضایت بخش و امیدوار کننده است.