گروه پژوهشی فوتونیک (Photonics Research Group)

ماموریت:

ایجاد، توسعه و در اختیارگیری فنآوری­های نوین و تکوین علم و دانش وابسته به آن برای تولید ثروت و خودکفایی با در اختیاری­گیری نیروهای متخصص جوان و فعال در زمینه­های مورد فعالیت گروه پژوهشی.

اهداف بلند مدت و کوتاه مدت:

به منظور تبدیل مأموریت به انتظارات شفاف و قابل اندازه­گیری در فواصل زمانی معین و به منظور فراهم آوردن امکان اندازه­گیری میزان پیشرفت سازمان، هدف­گذاری صورت می­گیرد.

هدف را می­توان برحسب محدوده زمانی آن به دو دسته کوتاه مدت و بلند مدت تقسیم کرد.

اهداف بلند مدت:

- تجهیز گروه به­عنوان کانونی برای فناوری­های نوین و کاربردهای آن و ارائه خدمات فنآورانه و تحقیقاتی به کلیه مراکز آموزشی و تحقیقاتی و کاربردی کشور.

- طراحی و ساخت ابزارهای مختلف با توجه به نیازهای عمومی کشور.

- بسط و گسترش فناوری‌های نوین.

- تدارک و تأمین نیازهای مراکز تحقیقاتی و غیر تحقیقاتی در رابطه با این فناوری­ها و یا خدمات مربوطه به پشتیبانی فنی موجود در مملکت.

- گسترش و تقویت مراکز پژوهشی در زمینه این فناوری­ها و کاربردهای آن و همچنین همکاری نزدیک با مراکز تحقیقاتی و پژوهشی مرتبط داخل و خارج از کشور.

- تربیت کادر متخصص و ورزیده در فناوری­­های نوین.

- تولید دانش و فناوری در جهت توسعه پایدار اقتصادی برای رقابت در بازارهای دنیا.

- تحقیقات راهبردی در خصوص دانش و فناوری‌های نوین که منجر به طراحی و ساخت ابزارهای جدید و بهینه‌سازی و یا کاربردی نمودن آنها می­شود.

- تحقیقات بنیادی در خصوص این فناوری­ها.

- تحقیقات راهبردی در خصوص به­کارگیری دانش و فناوری­های نوین بر اساس نیاز و سیاست­های کلی گروه.

- همکاری پژوهشی با مؤسسات آموزشی و پژوهشی داخل و خارج از کشور در زمینه فعالیت­های گروه و اهداف مرتبط.

- کمک به گسترش به­کارگیری این فناوری­ها در کشور توسط ارتباط فعال با دانشگاه­ها، صنعت و نهادهای مربوطه.

- همکاری با متخصصین و محققین ایرانی خارج از کشور که در این زمینه این فناوری­ها تمایل به همکاری دارند.

اهداف کوتاه مدت:

- بررسی و شناسایی نیازهای پژوهشی منطقه­ای و کشوری در زمینه فناوری­های نوین.

- فراهم آوردن امکانات لازم و متناسب با فعالیت‏های پژوهشی مربوط به فناوری­های نوین و ارایه آموزش‏های لازم و همفکری و همکاری علمی و فنی جهت تجهیز آزمایشگاه‏های گروه.

- تشکیل کمیته‏ مستقل فناوری­های نوین.

- امکان ارائه خدمات پژوهشی و آموزشی در قالب پایان نامه­های دانشجویی و نیز فرصت­های مطالعاتی کوتاه مدت برای محققین داخلی.

- ارائه خدمات تخصصی به سایر مراکز پژوهشی.

 مقدمه

فوتونیک بدون شک یکی از دستاوردهای جالب توجه علم و فنآوری برتر در سال­های اخیر است. تحقیقات در این زمینه می­تواند یکی از راه­هایی باشد که تحقق­بخش شبکه­های تمام نوری گردد. همان­گونه­که اطلاع داریم، فوتونیک به­عنوان یکی از فناوری­های برتر دنیا به حساب می­آید. این فناوری نمونه بارز ترکیب تخصص­های مختلف از علوم محض گرفته تا رشته­های مهندسی است تا محصول خاصی به­دست آید. این موضوع زمانی اهمیت بیشتری پیدا می­کند که مهندسی الکترونیک خود از نظر تغییر و تحولات جزو رشته­های با دینامیک بالا به حساب می­آید.

امروزه افزایش ظرفیت ذخیره داده، افزایش سرعت انتقال آن و کوچک کردن ابعاد هر چه بیشتر وسائل الکترونیکی و به ­خصوص ترانزیستورها دارای اهمیت بسیاری است زیرا کوچک­تر شدن ابعاد ابزارهای الکترونیکی علاوه بر افزایش سرعت پردازش، توان مصرفی را نیز کاهش می­دهد و فوتونیک می­تواند در رسیدن به ابعاد هرچه کوچک­تر راه­گشا باشد. برای آشنایی بیشتر با این فناوری و درک عمیق­تر پدیده­های گوناگونی که در ابعاد نانومتری روی می­دهد و در نتیجه تحلیل دقیق نتایج و اصلاح اصولی روش­های آزمایش باید علوم پایه­ای نظیر فیزیک و مکانیک کوانتومی، ریاضیات و فیزیک حالت جامد مورد مطالعه قرار بگیرند. در دهه‌های اخیر شاهد پیشرفت‌های زیادی در زمینه افزایش قابلیت ذخیره اطلاعات روی حافظه‌ها و همچنین کاهش اندازه آنها بوده‌ایم که نتیجه آن دو برابر شدن سرعت پردازش در عرض هر 18 ماه بوده است و این انتظار تحولی عظیم در صنعت میکروالکترونیک را طی 15 سال آینده از نظر بنیادی و اقتصادی نوید می­دهد. اکنون نیز تحقیقات ادامه داشته و هدف از آن تولید خواص نمونه و شکل ظاهری جدید است. هدف دیگر رسیدن به طراحی و ساخت قطعاتی است که از قابلیت­های مکانیک کوانتومی بهره گیرد. رایانه­های کوانتومی و تحقق آنها از دیگر اهداف است.

فوتونیک زمینه گسترده‌ای با پتانسیل ایجاد تغییرات بنیادی در علوم مختلف است و انجام کارهای زیر برای پیشبرد آن می‌تواند مفید باشد. 

• فهم اصول انتقال در مقیاس نانو که اساس طراحی قطعات در ابعاد کوچک بوده و اندرکنش ذرات را مدل می­کند. 
• گسترش فهم هرچه بهتر روش‌های خودچیدمانی ذرات برای طراحی ساختارهای پیچیده برای انجام کارها از پیش تعریف شده.
• یافتن راه‌هایی جدید برای به کار بردن علم الکترونیک برای تولید ابزارهای لازم برای در اختیار قراردادن و مدیریت سیگنال­ها.    
• تحلیل انواع آشکارسازهای سیگنال­های مادون قرمز و طول­موج­های بسیار کوتاه، رایانه­های کوانتومی و انواع قطعات الکترونیکی.

هدف از تأسیس گروه

به ­طور کلی تحلیل، طراحی و ساخت ادوات اپتوالکترونیک به­طور خاص در سال­های اخیر رشد چشم­گیری داشته­اند. فوتونیک می­تواند دنیای ارتباطات، محاسبات و حسگرها را دگرگون کند. لیزر، اپتیک،‌ تصویری‌سازی نوری و الکترونیک نوری از حوزه‌های اصلی آن هستند. فوتونیک همانند نانوفناوری، حوزه­ای کاملاً بین رشته­ای است. فوتونیک تعدادی از حوزه‌های محوری فناوری‌هایی چون لیزر، فوتونیک‌، فتوولتائیک، فناوری‌نانو و زیست فناوری را به هم پیوند می‌دهد. در گروه مهندسی فوتونیک سعی بر این است تا با رشد پژوهش در این زمینه­ها، بسترهای لازم برای رشد و پیشرفت این فناوری­ها در کشور فراهم آید. برای توسعه فناوری فوتونیک تلاش می­شود از تجارب صاحب­نظران دنیا برای ایجاد ارتباط و توسعه علاقمندی دانشجویان و آشنائی آنها با مباحث روز استفاده شود. تلاش می­شود دانشجویان با موضوعات روز دنیا در این زمینه آشنا شده و علاقمندی کافی برای توسعه ایجاد شود تا دانشجویان با تلاش­های خود سبب پیشرفت علم و فناوری در این عرصه­ها شوند. ارائه دوره­های کوتاه مدت با حضور صاحب نظران از دنیا، همکاری در اجرای پروژه های تحقیقاتی با حضور دانشمندان، برگزاری کارگاه­های آموزشی و سمینارها از روش­هائی است که برای توسعه این فناوری برنامه­ریزی شده است.

در این گروه همچنین به مسئله تامین انرژی از خورشید که همواره مورد توجه بشر بوده و در سال­های اخیر از اهمیت ویژه­ای برخوردار شده است و ارتقاء کیفی سلول­های خورشیدی که جزو دستور کار مجامع علمی قرار گرفته است، توجه می­شود. برای طراحی و شبیه­سازی سلول­های خورشیدی از چندین رایانه سریع استفاده می­شود.

بررسی سامانه­های تمام نوری به­طورکلی شامل بررسی سامانه­هایی مانند تقویت کننده­های نوری، هم­بسته­کننده­های نوری، مالتی پلکسر و دی مالتی پلکسر تمام نوری، فیبرهای نوری و ادوات مرتبط با آنها مانند عدسی­های نوری، مدولاتورهای نوری و موارد مشابه فراوانی است که گاهی موارد مشترکی نیز با سامانه­های فوتونیکی و یا نانو کریستال­ها دارند، از هدف­های این گروه است.

برخی از زمینه­های پژوهشی این گروه عبارت است از:

• طراحی و ساخت ادوات اپتوالکترونیک در ابعاد میکرو و نانو (لیزر، مدولاتور و ...)
•  بررسی و مطالعه بر روی رفتار کریستال­های نوری.
•  طراحی و ساخت فیبر نوری.
• استفاده از انرژی نو با استفاده از ابزارهای نانو فوتونیک (سلول­های خورشیدی، لامپ­های نورگسیل نیمه­هادی).
• طراحی و ساخت سامانه­های اپتیک تطبیقی.
• بررسی و مطالعه بر روی سامانه­های تمام نوری و طراحی و ساخت سامانه های جدید.
• مطالعه، طراحی و ساخت شبکه­های تمام نوری.
• طراحی و ساخت تقویت کننده­های نوری نیمه­رسانا.
• تحقیق و توسعه لیزرها در امور پزشکی، صنعتی و تحقیقاتی.
• تحقیق و توسعه در زمینه خواص نوری، الکتریکی و ساختاری مواد نیمه­رسانا.

نیروی انسانی

گروه پژوهشی فوتونیک به شرح زیر از اعضای هیات علمی تمام وقت دانشگاه شهرکرد هستند.