رشته فوتونیک چیست؟ – معرفی گرایش ها، حقوق و درآمد و بازار کار

به طور حتم، بارها کلمه فیبر نوری را از تلویزیون شنیده‌اید. حتی ممکن است با این جمله روبرو شده باشید که اینترنت منطقه شما به دلیل قطعی در مسیر فیبر نوری تا اطلاع بعدی با اختلال مواجه است. به طور حتم از خود پرسیده‌اید فیبر نوری چیست و چه کاری انجام می‌دهد. فیبر نوری وسیله‌ای برای انتقال اطلاعات به مسافت‌های بسیار دور در کسری از ثانیه است. اگر کسی به عملکرد فیبرهای نوری و چگونگی ساخت آن‌ها علاقه داشته باشد، می‌تواند با تحصیل در رشته فوتونیک به خواسته خود برسد. در رشته فوتونیک ماهیت ذره‌ای نور را در نظر می‌گیریم و سعی می‌کنیم با دستکاری فوتون‌ها، فناوری جدیدی ایجاد کنیم.

اگر علاقه‌مند به ادامه تحصیل در این رشته در مقطع کارشناسی‌ارشد و دکتری هستید، به احتمال زیاد سوال‌های زیادی، مانند موقعیت شغلی این رشته در ایران و خارج، درآمد و گرایش‌های آن برای شما مطرح شده است. در این مطلب از مجله فرادرس ابتدا سعی می‌کنیم شما را با رشته فوتونیک آشنا کنیم. سپس، به تمام این سوال‌ها و سوال‌های مشابه دیگر به طور کامل پاسخ می‌دهیم. پس از خواندن این مطلب:

• با رشته فوتونیک و انواع گرایش‌های آن آشنا می‌شوید.
• به این مساله پی خواهید برد که آیا رشته فوتونیک برای شما رشته مناسبی است یا خیر.
• با کارشناسی‌ارشد این رشته و دروسی که باید بگذرانید، آشنا می‌شوید.

رشته فوتونیک چیست؟

به کلمه فوتونیک دقت کنید. این کلمه از لغت فوتون به معنای بسته‌های گسسته انرژی امواج الکترومغناطیسی و منشأ تولید این امواج، گرفته شده است. بنابراین، در رشته فوتونیک با فیزیک نوری و اپتیک آشنا می‌شویم. دانشجو با تحصیل در این رشته با کاربرد نور در صنایع مختلف مانند پزشکی و مخابرات آشنا می‌شود. دانشجوی محصل در رشته فوتونیک با خواندن دروس لازم به توانایی ساخت فیبرهای نوری می‌رسد. با استفاده از این فیبرها می‌توانیم حجم وسیعی از اطلاعات را در کسری از ثانیه به مسافت‌های بسیار دور منتقل کنیم. برای آشنایی بیشتر با رشته فوتونیک و قابلیت‌های این رشته در فناوری آینده بهتر است به صورت خلاصه با تعریف فوتونیک و تفاوت آن با اپتیک آشنا شویم.

فوتونیک چیست؟

فوتونیک، علم نور و کاربرد ذرات نور، یعنی فوتون‌ها است. در این علم، فوتون‌ها دست‌کاری می‌شوند. به کوچک‌ترین واحد اندازه‌گیری هر کمیت فیزیکی، فوتون می‌گوییم. به عنوان مثال، کوانتای نور، فوتون و کوانتای الکتریسیته، الکترون است. فوتونیک بر تولید، آشکارسازی، انتقال و دست‌کاری نور در موقعیت‌هایی که ماهیت ذره‌ای آن ضروری است، متمرکز می‌شود. رشته فوتونیک در دهه ۶۰ میلادی متولد شد و پس از آن، تحول بزرگی در فناوری نوری به وجود آمد.

فوتونیک از فناوری‌های مختلفی ساخته شده است:

• اپتیک
• الکترونیک
• لیزر
• آشکارسازها
• فیبرهای نوری
• مواد
• کوانتوم

اندکی پس از تولد این رشته، لیزر،‌ یکی از مهم‌ترین اختراعات قرن ۲۱ میلادی، کشف شد. الکترونیک تحولی بزرگی در قرن بیستم میلادی ایجاد کرد و فوتونیک کار مشابهی را در قرن بیست‌ویکم میلادی انجام داد. به این نکته توجه داشته باشید که اپتیک یکی از بخش‌های فوتونیک است، اما با آن تفاوت دارد. علم اپتیک در حدود ۱۰۰۰ سال است که پا به عرصه وجود گذاشته است. فیزیک‌دانان در قرن‌های گذشته توانستند با استفاده از اپتیک، میکروسکوپ نوری را اختراع کنند. اما فوتونیک علمی کاملا نوین است که در آن از اپتیک و قوانین حاکم بر آن نیز استفاده شده است.

نور در اپتیک به صورت موج پیوسته در نظر گرفته می‌شود، اما تعریف نور در فوتونیک کمی متفاوت است و در تعریف آن در از فیزیک کوانتوم استفاده می‌کنیم. بر طبق اصل دوگانگی موج و ذره می‌دانیم، نور علاوه بر رفتار موجی، می‌تواند رفتار ذره‌ای نیز از خود نشان دهد. ذرات تشکیل‌دهنده نور، فوتون نام دارند. بنابراین، رشته فوتونیک را می‌توان رشته مهندسی فوتون نیز نامید. شاید از خود پرسیده باشید نور چیست؟ آیا نور همان فوتون است؟ نور، انرژی و بخشی از طیف امواج الکترومغناطیسی است. چشم انسان به گونه‌ای تحول یافته است که می‌تواند به راحتی نور را ببیند و تشخیص دهد. نور به بخش بسیار کوچکی از امواج الکترومغناطیسی می‌تواند واکنش نشان دهد. به طیف الکترومغناطیسی نشان داده در تصویر زیر توجه کنید. چشم انسان می‌‌تواند رنگ‌های قرمز تا آبی را مشاهده کند.

همان‌طور که مشاهده می‌کنید طیف الکترومغناطیسی بسیار وسیع‌تر از محدوده دید انسان است. فوتونیک محدوده فروسرخ تا فرابنفش را در برمی‌گیرد. به هنگام کار با نور باید بدانیم:

• نور، انرژی است.
• نور بخشی از طیف الکترومغناطیسی است.
• نور از خود رفتار موجی و ذره‌ای نشان می‌دهد.
• نور با مواد با ساختارهای متفاوت برهم‌کنش می‌کند.

توجه به این نکته مهم است که نور هم‌زمان ذره و موج نیست، بلکه می‌تواند رفتار موجی و ذره‌ای را از خود نشان دهد. در ابتدا این بخش اشاره کردیم که لیزر در دهه ۶۰ میلادی اختراع شد. با اختراع لیزر تحول بزرگی در فناوری الکترونیک و مخابرات رخ داد. برای ساخت لیزر به دو گزینه اصلی نیاز داریم:

• محیط لیزر
• کاواک

کاواک از تعداد زیادی آینه تشکیل شده است که به ساخت لیزر و تقویت نور کمک می‌کند. محیط لیزر می‌تواند جامد، مایع یا گاز باشد. امروزه، انواع مختلفی از لیزرها ساخته و در رشته‌های مختلفی مانند پزشکی برای انجام جراحی‌های مختلف، استفاده می‌شوند. علاوه بر اختراع لیزر، ظهور فوتونیک اختراع بسیار مهمی دیگری به نام فیبرهای نوری را نیز همراه با خود داشت. امروزه، ما توسط فیبرهای نوری محاصره شده‌ایم. اینترنت بر پایه این فیبرها ساخته شده است. اگر فیبر نوری اختراع نمی‌شد، اینترنت را به صورتی که امروزه می‌بینیم، هرگز نداشتیم. پهنای باند فیبرهای نوری به اندازه‌ای بزرگ است که هر فیبر نوری می‌تواند تا ۴۰۰ دی‌وی‌دی بر ثانیه اطلاعات را منتقل کند. سالانه حدود ۴۵ هزار کیلومتر فیبر نوری ساخته می‌شود که نصف این مقدار در کشور چین قرار دارد.

تا اینجا با مفهوم کلی فوتونیک آشنا شدیم. اما سوالی که ابتدا و قبل از ادامه مطلب باید به آن پاسخ دهیم آن است که اپتیک و فوتونیک چه تفاوتی با یکدیگر دارند.

تفاوت اپتیک و فوتونیک چیست؟

در بیشتر مواقع اپتیک و فوتونیک به جای یکدیگر استفاده می‌شوند، اما باید بدانیم که هر یک از آن‌ها معنای مستقلی دارند. اپتیک یکی از شاخه‌های بسیار گسترده و وسیع از فیزیک است. در اپتیک رفتار کلی نور و مشخصه‌های آن مطالعه می‌شود، اما فوتونیک یکی از زیر شاخه‌های اپتیک است که در آن علم و فناوری فوتون‌ها را مطالعه می‌کنیم. فوتونیک رابطه بسیار نزدیکی با اپتیک کوانتومی دارد. اپتیک کوانتومی مطالعه نور در حالتی است که ماهیت کوانتومی یا ذره‌ای آن در نظر گرفته می‌شود. تفاوت فوتونیک و اپتیک کوانتومی را بیشتر می‌توان از دیدگاه فناورانه بررسی کرد. اپتیک کوانتومی بیشتر نظری است. در مقابل، فوتونیک از مفاهیم مطرح شده در اپتیک کوانتومی برای کشف، طراحی و ساخت کاربردهای عملی استفاده می‌کند.

رشته فوتونیک مناسب چه کسانی است؟

برای تحصیل در هر رشته، دانشجو علاوه بر داشتن پیش‌نیاز علمی لازم، باید پارامترهای رفتاری موردنیاز برای آن رشته را نیز داشته باشد. بنابراین، برای ادامه تحصیل در رشته فوتونیک در مقطع کارشناسی‌ارشد، نه‌تنها باید با فیزیک، کوانتوم، اپتیک و الکترونیک آشنا باشیم، بلکه باید از نظر رفتاری بتوانیم کار در محیط‌های کاری مرتبط را مدیریت و کنترل کنیم.

کدام دروس دوره دبیرستان در رشته فوتونیک بیشترین کاربرد دارند؟

از آنجا که رشته فوتونیک از دوره کارشناسی‌ارشد شروع می‌شود، دروس دبیرستان تاثیر زیادی بر درس‌های تدریس شده در این رشته ندارند. اما داشتن پایه ریاضی و فیزیک قوی در دوره دبیرستان به موفقیت در این رشته کمک می‌کند.

رشته های مرتبط برای ادامه تحصیل در رشته فوتونیک چه هستند ؟

توجه به این نکته مهم است که دانشگاه‌های ایران در رشته فوتونیک در مقطع کارشناسی دانشجو نمی‌پذیرند و پذیرش دانشجو در این رشته از مقطع کارشناسی‌ارشد شروع می‌شود. بنابراین، دانشجو برای ادامه تحصیل در این رشته باید در یکی از رشته‌های مرتبط یا نزدیک به رشته فوتونیک تحصیل کرده و مدرک کارشناسی خود را دریافت کرده باشد. همان‌طور که می‌دانیم رشته‌های مرتبط با دیپلم ریاضی در دانشگاه به دو بخش علوم پایه و مهندسی تقسیم می‌شوند. از میان رشته‌های مختلف کارشناسی علوم پایه مانند فیزیک و ریاضی و رشته‌های مختلف مهندسی مانند برق، مکانیک و کامپیوتر، رشته‌های فیزیک و برق بهترین رشته‌‌های مناسب برای ادامه تحصیل در رشته فوتونیک در مقطع کارشناسی‌ارشد هستند.

درس‌های پایه رشته فیزیک عبارت هستند از:

• فیزیک کوانتوم ۱ و ۲
• الکترومغناطیس ۱ و ۲
• مکانیک تحلیلی ۱ و ۲
• ریاضی فیزیک ۱ و ۲
• فیزیک مدرن
• (+) فیزیک الکترونیک
• فیزیک الکتریسیته

از میان این درس‌ها، آشنایی با درس‌های الکترومغناطیس، فیزیک کوانتوم، فیزیک مدرن و فیزیک الکترونیک برای ادامه تحصیل در رشته فوتونیک ضروری هستند. دانشجو در درس الکترومغناطیس با الکترومغناطیس پایه و کلاسیک آشنا می‌شود. او در الکترومغناطیس ۲، رفتار امواج الکترومغناطیس را می‌آموزد و با معادلات ماکسول و به صورت بسیار خلاصه با آنتن‌ها آشنا می‌شود. همچنین، درس‌های پایه رشته مهندسی برق عبارت هستند از:

• مبانی برق ۱ و ۲
• مدارهای الکتریکی ۱ و ۲ و ۳
• الکترونیک ۱ و ۲

آشنایی دانشجو با این دروس، مزیتی مهم برای ادامه تحصیل او در رشته فوتونیک محسوب می‌شود. اما به این نکته توجه داشته باشید که آشنایی با فیزیک کوانتوم برای ادامه تحصیل در رشته فوتونیک ضروری است. از این‌رو، بیشتر دانشجویان پس از قبولی در مقطع کارشناسی‌ارشد در رشته فوتونیک، درس کوانتوم را به عنوان پیش‌نیاز می‌گذرانند. به احتمال زیاد از خود پرسیده‌اید کدام‌یک از رشته‌های فیزیک و مهندسی برق به رشته فوتونیک نزدیک‌تر هستند. رشته فیزیک در مقایسه با رشته مهندسی برق، نزدیکی بیشتر با رشته فوتونیک دارد.

مهارت های رفتاری لازم برای تحصیل و کار در رشته فوتونیک

در نخستین گام و برای شروع کار در هر محیطی باید انعطاف‌پذیر باشید و بتوانید خود را برای شرایط کاری متفاوت و غیرقابل‌پیش‌بینی آماده کنید. شما در محیط کار با انسان‌های مختلفی با رفتارهای کاملا متفاوت روبرو می‌شوید. برخی از این رفتارها ممکن است به مذاق شما خوش نیایند، بنابراین باید بتوانید در کمال خونسردی و حفظ ظاهر به کار خود مشغول باشید و تمرکز خود را از دست ندهید. شما به عنوان فارغ‌التحصیل رشته فوتونیک در مقطع کارشناسی‌ارشد یا دکتری در محیط‌های مختلفی مانند آزمایشگاه‌های تحقیقاتی، پژوهشگاه‌های اپتیک و لیزر، شرکت‌های دانش‌‌بنیان و کارخانه‌های مختلف ممکن است مشغول به کار شوید. کار کردن در هر یک از این محیط‌ها رفتار جداگانه‌ای را می‌طلبد.

اما در حالت کلی باید بتوانید خود را با قوانین و شرایط حاکم بر هر محیط کاری وفق دهید. ابتدا در مورد مهارت‌های رفتاری لازم برای کار در محیط‌های مختلف صحبت و سپس مهارت‌های هر محیط کار را به صورت جداگانه در بخش‌های بعد با یکدیگر بررسی می‌کنیم. مهارت‌های رفتاری لازم برای کار در محیط‌های کاری مختلف عبارت هستند از:

• خلاقیت: خلاقیت یکی از عامل‌های موفقیت در هر کاری است، به شرط آن‌که به خلاقیت شما بها داده شود. توجه به این نکته داشته باشید که به عنوان کسی که در رشته فوتونیک کار می‌کنید باید به هنگام انجام پروژه‌های مختلف بتوانید از فکر و خلاقیت خود به بهترین نحو استفاده کنید.

• ارتباط کلامی و رفتاری: در محیط کار باید به خوبی بتوانید با دیگران ارتباط برقرار کنید. این موضوع در کارهای تیمی از اهمیت بالایی برخوردار است.
• توجه به جزئیات: به هنگام انجام هر کاری باید علاوه بر موارد کلی، به جزئیات نیز توجه داشته باشید. جزئیات حتی گاهی از موارد کلی برای رسیدن به موفقیت مهم‌تر هستند.

علاوه بر سه مهارت کلی که ذکر شد، برای کار در رشته فوتونیک باید مهارت‌های ویژه‌ای مانند مهارت‌های زیر نیز داشته باشید:

• مهارت‌های ریاضی قوی: به عنوان کسی که در رشته فوتونیک کار می‌کند، باید با مباحث پیشرفته ریاضی مانند انتگرال دوگانه و سه‌گانه، معادلات دیفرانسیل و حل آن‌ها، جبر خطی و هندسه آشنا باشیم. با دانستن این مباحث به راحتی می‌توانید اندازه‌گیری‌ها را محاسبه و اجزای وسیله‌ای که می‌سازید را طراحی کنید.
• مهارت تکنیکی: درک اصول مهندسی و توانایی به کار بردن آن‌ها یکی از مهارت‌های لازم برای کار در رشته فوتونیک است.
• درک عمیق مفاهیم علمی: داشتن دانش فیزیک و آشنایی با استانداردهای علمی از موارد ضروری در رشته فوتونیک است.
• آشنایی با زبان انگلیسی: امروزه آشنایی با زبان انگلیسی یکی از ضروری‌ترین عوامل موفقیت در انجام کارهای مختلف است،‌ اما این مورد برای رشته فوتونیک، به خصوص به عنوان پژوهشگر در این رشته، بسیار حیاتی خواهد بود.

• مهارت‌های تخصصی: کارهای مختلفی، مانند طراحی موجبرها تا معماری فوjونیک روی تراشه‌ها، را در رشته فوتونیک می‌توان انجام داد. بنابراین، با توجه به نوع کاری که در این رشته انجام می‌دهید، باید با مهارت‌های تخصصی آن قسمت به طور کامل آشنا باشید.
• قدرت حل مسئله: قدرت حل مسئله به هنگام طراحی و اندازه‌گیری پارامترهای مختلف بسیار کمک‌کننده است.

برای ورود به بازار کار، علاوه بر آشنایی با مهارت‌های تخصصی رشته مورد نظر باید با سایر مهارت‌های فردی هم آشنایی داشته باشید. در حقیقت، این مهارت‌های فردی هستند که یک شخص را از میان رقبا متمایز می‌کنند و سبب موفقیت او در زمینه‌ها و موقعیت‌های شغلی می‌شوند. چنین مهارت‌هایی سبب تعامل بهتر فرد در سازمان و محیط‌های کاری خواهد شد و به طور معمول با نام «مهارت‌های نرم» از آن نام می‌برند. به همین دلیل، برای یادگیری مهارت‌های فردی، مشاهده مجموعه فیلم‌‌های آموزش توسعه مهارت فردی فرادرس پیشنهاد می‌شود که لینک آن در زیر آورده شده است.

• برای مشاهده مجموعه فیلم‌های آموزش توسعه مهارت فردی + اینجا کلیک کنید.

تا اینجا می‌دانیم فوتونیک چیست و چه اهمیتی می‌تواند در فناوری نوین داشته باشد. در ادامه این مطلب در مورد این رشته در ایران و خارج از کشور، گرایش‌ها، دانشگاه‌های محل تحصیل، دروس لازم برای آموزش، موقعیت‌های شغلی و درآمد آن صحبت می‌کنیم.

گرایش‌های رشته رشته فوتونیک برای ادامه تحصیل چه هستند؟

برای ادامه تحصیل در رشته فوتونیک ابتدا باید در آزمون کارشناسی‌ارشد شرکت کنید. این آزمون سالی یک بار برگزار و در حدود دو ماه پس از آزمون، نتایج اولیه و رتبه‌ها اعلام می‌شود. داوطلب در این مرحله می‌تواند با توجه به رتبه و نمره علمی کسب شده در این آزمون، دانشگاه موردعلاقه خود را برای ادامه تحصیل انتخاب کند.

با نگاهی به دفترچه انتخاب رشته کارشناسی‌ارشد به این نکته پی می‌بریم که رشته فوتونیک دو گرایش اصلی در دفترچه دارد:

1. فوتونیک
2. مهندسی الکترواپتیک

مهندسی الکترواپتیک نیز از دو گرایش اصلی تشکیل شده است:

1. لیزر
2. اپتوالکترونیک

شاید از خود بپرسید مهندسی الکترواپتیک چه رشته‌ای است. الکترواپتیک، ترکیب دو کلمه الکترونیک و اپتیک است. در این رشته با کمک گرفتن از الکترونیک و اپتیک پژوهش‌های مختلفی انجام می‌شود. اما توجه به این نکته مهم است که پژوهش‌های مختلفی مرتبط با نور در رشته فوتونیک انجام می‌شود. در ادامه، در مورد برخی از این پژوهش‌ها صحبت می‌کنیم.

فناوری پزشکی و علمی

دانشجویان و فارغ‌التحصیلان رشته فوتونیک می‌توانند در شاخه‌های مرتبط به پزشکی فعالیت داشته باشند. چگونه؟ با مثالی ساده به این پرسش پاسخ می‌دهیم. به عنوان مثال، جراحان چشم می‌توانند با استفاده از دستگاه‌هایی پیشرفته که با نور کار می‌کنند، عمل‌های سخت را راحت‌تر و با ظرافت بیشتری انجام دهند. بیشتر این دستگاه‌ها از نور همدوس با انرژی مشخص استفاده می‌کنند. طراحی این دستگاه‌ها توسط دانشجویان یا فارغ‌التحصیلان رشته فوتونیک انجام می‌شود. بنابراین، فوتونیک می‌تواند نقش مهمی در رشته‌های پزشکی و پیشرفت آن‌ها داشته باشد.

نورپردازی

دانشجویان و فارغ‌التحصیلان رشته فوتونیک می‌توانند فناوری نوینی برای نورپردازی اتومبیل‌ها و ساختمان‌ها طراحی کنند. به عنوان مثال، آن‌ها می‌توانند با تحلیل فناوری‌های موجود مانند LED، راهی برای افزایش روشنایی بر طبق فاصله پیدا کنند.

فیبرهای نوری

در ابتدای این بخش به طور مختصر در مورد نقش فیبرهای نوری در افزایش سرعت انتقال اطلاعات صحبت کردیم. اینترنتی که امروزه با آن کار می‌کنیم بر پایه فیبرهای نوری ساخته شده است. فیبرهای نوری، کابل‌های پلاستیکی یا شیشه‌ای بسیار نازکی هستند که می‌توانند داده‌ها و نور را بین مسافت‌های طولانی منتقل کنند. اندازه فیبرهای نوری در حدود یک‌دهم اندازه موی انسان است. همچنین، از فیبرهای نوری می‌توان در مخابرات برای انتقال تصویر از وسیله‌‌ای به وسیله دیگر استفاده کرد. به طور معمول، فیبرهای نوری می‌توانند دمای بالا یا انفجار را تحمل کنند. نقش دانشجویان و فارغ‌التحصیلان رشته فوتونیک در طراحی و ساخت فیبرهای نوری با بهره بالا از اهمیت بالایی برخوردار است.

تولید و ساخت

کارخانه‌های تولیدی ممکن است برای برش و اندازه‌گیری مواد خام از لیزر استفاده کنند. همچنین، از لیزر می‌توان در بخش‌های مختلف کارخانه‌های تولیدی استفاده کرد. بنابراین، نقش مهند فوتونیک در اینجا بسیار مهم می‌شود. این افراد می‌توانند با طراحی و ساخت لیزرهای مختلف، کمک شایانی به تولید‌کننده‌ها در بخش‌های مختلف کنند.

صنایع نظامی

فوتونیک کاربردهای مختلفی در صنایع نظامی دارد. یکی از کاربردهای لیزر، اندازه‌گیری فاصله با دقت بسیار بالایی است. در صنایع نظامی موشک‌های مختلفی ساخته می‌شوند. توانایی موشک در برخورد به نقطه هدف بسیار مهم است و نشان‌دهنده کاربرد عملی بالای آن است. موشک در نقطه A قرار دارد و هدف آن نقطه B است. فاصله این دو نقطه را می‌توان با استفاده از لیزر با دقت بسیار بالایی اندازه گرفت. بنابراین، در اینجا متوجه می‌شویم که دانشجویان و فارغ‌التحصیلان رشته فوتونیک به خوبی می‌توانند در صنایع نظامی و در بخش تحقیقاتی آن فعالیت داشته باشند.

به این نکته توجه داشته باشید که رشته فوتونیک کاربردهای بسیار زیادی در زندگی مدرن امروزی دارد، زیرا فناوری‌های مرتبط با نور به یکی از بخش‌های جدانشدنی در زندگی امروز تبدیل شده‌اند. از مهم‌ترین کاربردهای فوتونیک در زندگی روزمره می‌توان موارد زیر را نام برد:

• دید شب: دید در شب برای امنیت، نظارت و تصویربرداری بسیار مهم است. از دید در شب در اتومبیل‌ها و تجهیزات نظامی استفاده می‌شود.
• تصویربرداری از مغز: علاوه بر تشخیص، تصویربرداری از مغز برای مراحل جراحی بسیار حیاتی است. فوتونیک نقش مهمی در ساخت تجهیزات پیشرفته برای انجام این کار ایفا می‌کند.
• حسگرهای فوتونیک: در حسگرهای فوتونیک، نور به به سیگنال‌های الکتریکی تبدیل می‌شود. از این فناوری به صورت گسترده در بخش انرژی استفاده می‌شود.

نانو فوتونیک

نانوفوتونیک گرایشی جدید از فوتونیک است که به صورت مستقل در دفترچه انتخاب رشته عنوان نشده است، اما برخی از استادهای دانشگاه‌های معتبر در ایران و جهان در این زمینه پژوهش انجام می‌دهند. نانوفوتونیک برهمکنش نور را با نانوساختارهای مختلف بررسی می‌کند. این گرایش از رشته فوتونیک، اپتیک، مهندسی اپتیک، مهندسی الکترونیک و نانوفناوری را در برمی‌گیرد. در نانوفوتونیک بیشتر برهم‌کنش نور با نانوساختارهایی مانند نانوآنتن‌ها یا ترکیبات فلزی بررسی می‌شود، زیرا این ساختارها می‌توانند از طریق «پلاریتون‌های پلاسمای سطحی» (Surface Plasmon Polaritons) نور را عبور دهند و متمرکز کنند.

تا اینجا می‌دانیم رشته فوتونیک چیست و چه گرایش‌هایی دارد. همچنین، به این نکته توجه داشته باشید که این رشته، تنها در دو مقطع کارشناسی‌ارشد و دکتری در دانشگاه‌های ایران ارائه می‌شود. در بخش بعد دانشگاه‌هایی که رشته فوتونیک در آن‌ها تدریس می‌شود را نام می‌بریم.

رشته فوتونیک در چه دانشگاه هایی در ایران تدریس می شود ؟

بر طبق دفترچه راهنمای انتخاب رشته کارشناسی‌ارشد سال ۱۴۰۲ در حدود ۱۹ دانشگاه به صورت روزانه، ۶ دانشگاه به صورت شبانه و سه دانشگاه به صورت پردیس خودگردان در رشته فوتونیک دانشجو می‌پذیرند. به این نکته توجه داشته باشید که پذیرش رشته فوتونیک در مقطع کارشناسی‌ارشد در دانشگاه‌های سراسری و دانشگاه آزاد به صورت جداگانه انجام می‌گیرد. این دانشگاه‌ها در رشته فوتونیک، گرایش فوتونیک، دانشجو می‌پذیرند:

• دانشگاه‌هایی که در نوبت روزانه دانشجو می‌پذیرند:
  • دانشگاه اصفهان
  • دانشگاه الزهرا (ویژه خواهران)
  • دانشگاه بناب
  • دانشگاه تبریز
  • دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته کرمان
  • دانشگاه تحصیلات تکمیلی علوم پایه زنجان
  • دانشگاه خوارزمی - تهران (محل تحصیل کرج)
  • دانشگاه رازی کرمانشاه
  • دانشگاه زنجان
  • دانشگاه سیستان و بلوچستان - زاهدان
  • دانشگاه شهرکرد
  • دانشگاه شهید بهشتی - تهران
  • دانشگاه صنعتی شیراز
  • دانشگاه علم و صنعت ایران - تهران
  • دانشگاه کردستان - سنندج
  • دانشگاه گیلان - رشت
  • دانشگاه مازندران - بابلسر
  • دانشگاه ملایر
  • دانشگاه ولی‌عصر (عج) رفسنجان
• دانشگاه‌هایی که در نوبت شبانه دانشجو می‌پذیرند:
  • دانشگاه اصفهان
  • دانشگاه الزهرا (ویژه خواهران)
  • دانشگاه تبریز
  • دانشگاه خوارزمی - تهران (محل تحصیل کرج)
  • دانشگاه مازندران - بابلسر
  • دانشگاه ولی‌عصر (عج) رفسنجان
• دانشگاه‌هایی که در پردیس خودگردان دانشجو می‌پذیرند:
  • دانشگاه تبریز
  • دانشگاه تبریز (محل تحصیل پردیس خودگردان ارس در جلفا)
  • دانشگاه شهید بهشتی - تهران

همچنین، دانشگاه صنعتی مالک اشتر در رشته فوتونیک، گرایش‌های مهندسی الکترواپتیک (اپتوالکترونیک) و مهندسی الکترواپتیک (لیزر) در نوبت‌های روزانه و شبانه دانشجو می‌پذیرد. به احتمال زیاد از خود پرسیده‌اید بهترین دانشگاه ایران برای تحصیل در رشته فوتونیک کدام دانشگاه است.در ادامه، به این پرسش پاسخ می‌دهیم.

بهترین دانشگاه ایران برای رشته فوتونیک چیست؟

برای انتخاب بهترین دانشگاه ایران در رشته فوتونیک، باید عامل‌های مختلفی را بررسی کنیم:

• امکانات دانشگاه برای انجام کارهای پژوهشی و کیفیت آن‌ها
• رتبه‌بندی دانشگاه از نظر تعداد مقالات علمی
• توانایی اعضای هیئت علمی دانشگاه

به این نکته توجه داشته باشید که دانشگاه‌های بزرگ مانند دانشگاه‌های شهید بهشتی و دانشگاه اصفهان در مقایسه با دانشگاه‌های کوچک‌تر، امکانات بیشتری دارند. در نتیجه، تعداد مقالات چاپ شده در رشته فوتونیک در این دانشگاه‌ها بیشتر است. بنابراین، در صورت کسب رتبه پایین و به‌دست آوردن امتیاز لازم در آزمون کارشناسی‌ارشد، دانشگاه‌های بزرگ مانند دانشگاه شهید بهشتی یا دانشگاه تبریز را برای تحصیل در رشته فوتونیک انتخاب کنید. شاید با خود فکر کنید تحصیل در دانشگاه‌های بزرگ به شما این امکان را می‌دهد که آسان‌تر و سریع‌تر وارد بازار کار در رشته فوتونیک شوید. این فکر تا اندازه‌ای صحیح است، اما نمی‌توان آن را به عنوان واقعیت محض قبول کرد.

سوال مهم دیگری که به احتمال زیاد از خود پرسیده‌اید آن است که برای آزمون کارشناسی‌ارشد رشته فوتونیک چه درس‌هایی باید مطالعه شوند. دروس آزمون کارشناسی ارشد رشته فوتونیک و برخی از مهم‌ترین منابع آن‌ها عبارت هستند از:

• زبان عمومی و تخصصی (انگلیسی): برای مطالعه زبان عمومی می‌توانید انوع کتاب‌های آمادگی برای آزمون تافل مانند بارونز یا دلتا را مطالعه کنید. همچنین، برای مطالعه زبان تخصصی رشته فوتونیک، مطالعه کتاب‌هایی مانند The Physical World یا دیکشنری تخصصی آکسفورد برای رشته فیزیک توصیه می‌شود.
• الکترومغناطیس: بهترین کتاب‌های الکترومغناطیس که می‌توانید برای آزمون کارشناسی ارشد رشته فوتونیک مطالعه کنید عبارت هستند از:
  • الکترومغناطیس ریتس و میلفورد - ترجمه دکتر جلال صمیمی
  • الکترومغناطیس میدان و موج - نوشته چنگ
  • الکترومغناطیس، نوشته ویلیام هیت
  • آشنایی با الکترودینامیک، نوشته گریفیتس

• فیزیک مدرن: بهترین کتاب‌های فیزیک مدرن که می‌توانید برای آزمون کارشناسی ارشد رشته فوتونیک مطالعه کنید عبارت هستند از:
  • فیزیک جدید، نوشته سلز و وایدنر
  • فیزیک جدید، نوشته کنت اس. کرین

• مکانیک کوانتوم: بهترین کتاب‌های اپتیک که می‌توانید برای آزمون کارشناسی ارشد رشته فوتونیک مطالعه کنید عبارت هستند از:
  • فیزیک کوانتوم، نوشته گاسیروویچ
  • فیزیک کوانتوم، نوشته نورالدین زتیلی
  • مکانیک کوانتومی، نوشته والتر گراینر
• الکترونیک: بهترین کتاب‌های الکترونیک که می‌توانید برای آزمون کارشناسی ارشد رشته فوتونیک مطالعه کنید عبارت هستند از:
  • تحلیل و طراحی مدارهای الکترونیک، نوشته مهندس تقی شفیعی
  • مبانی الکترونیک، نوشته دکتر میر عشقی
  • مدارهای میکروالکترونیک، نوشته عادل صدرا و کنت اسمیا

• اپتیک: بهترین کتاب‌های اپتیک که می‌توانید برای آزمون کارشناسی ارشد رشته فوتونیک مطالعه کنید عبارت هستند از:
  • نورشناخت نوین، نوشته فولز
  • الکترومغناطیس، نوشته میلفورد، فصل‌های ۱۷ و ۱۸
  • مبانی فیزیک، نوشته هالیدی،‌ فصل‌های ۳۴ تا ۳۷
  • نورشناخت، نوشته یوجین هشت و آلفرد زایاک

به این نکته توجه داشته باشید که ضریب دروس الکترومغناطیس، مکانیک کوانتومی و اپتیک در آزمون کارشناسی‌ارشد رشته فوتونیک، گرایش فوتونیک برابر ۲ است.

پس از قبولی در رشته فوتونیک در مقطع کارشناسی ارشد، ابتدا باید دروس تخصصی الزامی و اختیاری را در ترم‌های اول و دوم بگذرانید. سپس، با انتخاب استاد راهنما در ترم دوم، تحقیق روی پروژه خود را آغاز کنید. در ادامه، در مورد درس‌هایی که در دوران ارشد باید بگذرانید و چگونگی نوشتن پایان‌نامه و مقاله علمی پس از کسب نتایج لازم توضیح می‌دهیم.

مهم‌ترین دروس دانشگاهی رشته فوتونیک چه هستند؟

شورای گسترش و برنامه‌ریزی آموزش عالی، برنامه درسی رشته فوتونیک در مقطع کارشناسی‌ارشد را در تاریخ ۱۵ مرداد سال ۱۴۰۰ هجری‌شمسی بازنگری و پس از اعمال تغییراتی در آن، بازنگری و تصویب کرد. بر طبق این مصوبه دانشجویان پذیرفته شده در مقطع کارشناسی‌ارشد در رشته فوتونیک می‌بایستی ۳۲ واحد درسی همراه با پایان‌نامه بگذرانند. برنامه‌ درسی تصویب شده از شروع سال تحصیلی ۱۴۰۱-۱۴۰۰ آغاز شد و به مدت ۵ سال قابل اجرا است. تعداد و نوع واحدهای درسی را در جدول زیر مشاهده می‌کنید.

همان‌طور که در جدول بالا مشاهده می‌کنید هر دانشجوی رشته فوتونیک در مقطع کارشناسی‌ارشد موظف به گذراندن ۱۲ واحد درس تخصصی است. توجه به این نکته مهم است عدد ۱۲ ممکن است در دانشگاهی کمتر و در دانشگاهی دیگر بیشتر باشد. دروس تخصصی از دانشگاهی به دانشگاه دیگر ممکن است با یکدیگر تفاوت داشته باشند، اما در حالت کلی دانشجو ابتدا باید با مفاهیمی مانند کوانتوم، الکترومغناطیس و مفهوم فوتونیک آشنا شود. به عنوان مثال، دروس تخصصی الزامی در دانشگاه گیلان برای رشته فوتونیک عبارت هستند از:

• مکانیک کوانتومی پیشرفته
• مبانی الکترومغناطیسی نور
• فوتونیک ۱
• فوتونیک ۲
• سمینار

درس مکانیک کوانتومی پیشرفته

در مکانیک کوانتومی پیشرفته ابتدا مفاهیم پایه فیزیک کوانتومی مرور می‌شود. سپس، مفاهیمی مانند معادله شرودینگر، فرمالیزم مکانیک کوانتومی، تکانه زاویه‌ای، اسپین و اندرکنش‌های الکترومغناطیسی، تقارن‌ها و قوانین پایستگی در مکانیک کوانتومی، نظریه مستقل از زمان، دینامیک کوانتومی و نظریه پراکندگی، درس داده می‌شوند. دانشجو پس از گذراندن این درس با رهیافت‌های مکانیک کوانتومی در پدیده‌های فیزیکی و توصیف کوانتومی نور و برهم‌کنش نور و ماده آشنا می‌شود. برای تدریس این درس از کتاب‌هایی مانند «مکانیک کوانتومی مدرن» نوشته «جی. جی. ساکورایی» (J. J. Sakurai) یا «مکانیک کوانتوم» نوشته «دیوید گریفیتس»‌ (David Griffiths) استفاده می‌کنند.

درس مبانی الکترومغناطیس نوری

در درس مبانی الکترومغناطیس نوری ابتدا مفاهیم پایه فیزیک ۲ مرور می‌شود. سپس، مفاهیمی مانند معادلات ماکسول، امواج الکترومغناطیسی، قطبش، بردار S، فشار تابشی، بازتابش و شکست، انتشار امواج و نور در محیط مادی و محیط رسانا، موجبرها و کاربرد حفره‌های تشدید در فوتونیک، تابش از چند‌ قطبی‌های الکتریکی و دو قطبی مغناطیسی و تداخل و همدوسی و نظریه پراش زمان، تدریس می‌شوند. دانشجو پس از گذراندن این درس با مبانی نظری تولید و امواج الکترومغناطیسی در ناحیه مرئی و فروسرخ نزدیک، مرور پدیده‌ها و مفاهیم مربوط به پراش، تداخل و همدوسی و انتشار نور در محیط‌های همسانگرد و ناهمسانگرد آشنا می‌شود. برای تدریس این درس از کتاب‌هایی مانند «الکترودینامیک مدرن» نوشته «زنگویل» (A. Zangwill) یا «تشعشع الکترومغناطیس کلاسیک» نوشته «دیوید گریفیتس»‌ (David Griffiths) استفاده می‌کنند.

درس فوتونیک ۱

در درس فوتونیک ۱ با مفاهیمی مانند اپتیک هندسی، اپتیک موجی، اپتیک الکترومغناطیسی، قطبش، کریستال‌های فوتونی و اپتیک موجبرها تدریس می‌شوند. دانشجو پس از گذراندن این درس با نظریه‌های انتشار نور، اندرکنش نور با ماده، مواد نیم‌رسانا و تولید، انتقال و آشکارسازی، مدولاسیون و سوئیچ‌زنی نور آشنا می‌شود. برای تدریس این درس از کتاب‌هایی مانند «مبانی فوتونیک» نوشته «صالح» (B. E. A Saleh) یا «فیزیک اپتیک» نوشته «لیپسون»‌ (A. Lipson) استفاده می‌کنند.

درس فوتونیک ۲

در درس فوتونیک ۲ با مفاهیمی مانند منابع نوری و آشکارسازهای نیم‌رسانا، الکترواپتیک، سویئچ‌های نوری، مخابرات نوری، اپتیک فوتونی، اپتیک آماری، اپتیک غیرخطی و آکوستواپتیک تدریس می‌شوند. دانشجو پس از گذراندن این درس با نظریه‌های انتشار نور، اندرکنش نور با ماده، مواد نیم‌رسانا و تولید، انتقال و آشکارسازی، مدولاسیون و سوئیچ‌زنی نور آشنا می‌شود. برای تدریس این درس از کتاب‌هایی مانند «مبانی فوتونیک» نوشته «صالح» (B. E. A Saleh) یا «فیزیک اپتیک» نوشته «لیپسون»‌ (A. Lipson) استفاده می‌کنند.

دروس تخصصی ممکن است از دانشگاهی به دانشگاه دیگر تفاوت داشته باشند، اما در کل دانشجو مباحث یکسانی را آموزش می‌بیند. همان‌طور که در جدول بالا مشاهده می‌کنید، دانشجو پس از گذراندن دروس تخصصی، باید چند واحد دروس اختیاری نیز بگذراند. تعداد واحدهای لازم بری گذراندن دروس اختیاری نیز از دانشگاهی به دانشگاه دیگر ممکن است تغییر کند. دانشجویان رشته فوتونیک در دوره تحصیلی خود در کارشناسی‌ارشد باید موضوعی را به عنوان پایان‌نامه انتخاب کنند و تا اتمام سال دوم، پژوهش‌های لازم را روی موضوع انتخاب شده انجام دهند و در پایان از پایانه‌نامه خود در دفاع کنند. پایان‌نامه شش واحد است. بنابراین، از اهمیت بالایی برخوردار است.

سمینار

هر دانشجو در مقطع کارشناسی‌ارشد باید بتواند پژوهشی جدید را شروع کند و آن را به سرانجام برساند. برای آشنایی دانشجو با کارهای پژوهشی او باید درسی به نام سمینار را بگذراند. در درس سمینار ابتدا موضوعی را برای ارائه انتخاب می‌کند. سپس، با یافتن مقاله‌ها و کتاب‌های مرتبط، ارائه‌ای در حدود ۲۰ دقیقه آماده می‌کند. انتظار می‌رود پس از پایان درس سمینار، دانشجو بتواند مقاله‌های مرتبط با موضوع پایان‌نامه خود را به راحتی بیابد و آن‌ها را مطالعه کند.

دوره کارشناسی‌ارشد فوتونیک از ۴ نیمسال تحصیلی تشکیل شده است. دانشجو در نیمسال اول رشته فوتونیک حداقل ۸ واحد و حداکثر ۱۲ واحد را می‌تواند انتخاب کند. استاد راهنمای پایان‌نامه در پایان نیمسال اول انتخاب می‌شود. دانشجو به هنگام انتخاب استاد راهنمای خود باید بداند پایان‌نامه خود را در چه زمینه‌ای می‌خواهد انجام دهد. پس از انتخاب استاد راهنما، دانشجو باید پیشنهاد پژوهشی خود را به صورت خلاصه به آموزش دانشگاه ارائه دهد. این کار باید حداکثر تا پایان نیمسال دوم انجام شود. در نیمسال دوم دانشجو می‌تواند دروس اختیاری مرتبط با پژوهشی که می‌خواهد انجام دهد را انتخاب کند.

موضوع انتخالب شده برای پایان‌نامه رشته فوتونیک می‌تواند عملی یا نظری باشد. در پایان‌نامه عملی، دانشجو باید در آزمایشگاه‌های تحقیقاتی داخل یا خارج از دانشگاه کار کند. بنابراین، دانشجو قبل از ورود به آزمایشگاه باید در دوره « ایمنی و ملاحظات کار در آزمایشگاه» شرکت کند و پس از گذراندن امتحان در پایان دوره، مجوز ورود به آزمایشگاه را دریافت کند. دانشجو در پایان نیمسال دوم و پس از گذراندن امتحانات می‌تواند فعالیت تحقیقاتی خود در آزمایشگاه را شروع کند. توجه به این نکته مهم است که پایان‌نامه دانشجو ممکن است نظری یا شبیه‌سازی پدیده‌های فوتونیکی باشد. از این‌رو، او باید با نرم‌افزارهای شبیه‌سازی مرتبط یا زبان‌های برنامه‌نویسی مثل پایتون آشنا شود.

در نیمسال سوم، دانشجو دروس تخصصی و اختیاری باقی‌مانده را می‌گذراند و به صورت جدی کار روی پایان‌نامه خود را شروع می‌کند. در نیمسال چهارم،‌ دانشجو به صورت جدی کار روی پایان‌نامه خود را انجام می‌دهد و در خوش‌بینانه‌ترین حالت انتظار می‌رود تا پایان شهریور و پایان نیمسال چهارم دفاع کند. اما ممکن است دانشجو بنا به هر دلیلی نتواند به موقع دفاع کند. در این صورت، او می‌تواند با تکمیل فرم سنوات، تا پایان نیمسال پنجم از پایان‌نامه خود دفاع کند.

به طور حتم دوست دارید بدانید چگونه پایان‌نامه خود را می‌توانید به بهترین صورت انجام دهید. در بخش بعد، نکات مهمی را به هنگام انجام پایان‌نامه و نوشتن آن با یکدیگر مرور می‌کنیم.

انجام پایان نامه

انجام و نوشتن پایان‌نامه برای اولین بار کاری بسیار سخت به نظر می‌رسد. پایان‌نامه ارشد می‌تواند نقش مهمی در آینده پژوهشی دانشجو داشته باشد. اگر دانشجویی بخواهد وارد کارهای پژوهشی شود و تحصیلات خود را تا مقطع دکتری ادامه دهد، پایان‌نامه ارشد بهترین موقعیت برای آموزش و خبره شدن در این راه است.

برای انجام پایان‌نامه به بهترین نحو، بهتر است گام‌های زیر را به ترتیب دنبال کنید:

• موضوع پایان‌نامه ارشد چه نظری باشد چه تجربی، در نخستین گام بهتر است مراحلی که فکر می‌کنید لازم است را یادداشت کنید.
• اگر موضوع پایان‌نامه تجربی باشد، قبل از شروع کار باید تجهیزات آزمایشگاهی لازم را تهیه کنید. اگر پایان‌نامه نظری و شبیه‌سازی باشد، باید زبان برنامه‌نویسی یا نرم‌افزار موردنظر را یاد بگیرید. همچنین، برای انجام پایان‌نامه‌های نظری باید به سِروری مناسب و قوی دسترس داشته باشید.
• بهتر است موضوع پژوهشی را به گام‌های کوچک تقسیم کنید و هر مرحله را با حوصله و دقت انجام دهید.
• به هنگام انجام پایان‌نامه ممکن است گاهی شکست بخورید، بنابراین صبور بودن در این راه بسیار ضروری است.
• پس از پایان کار، باید نتیجه پژوهش خود را به رشته تحریر درآورید.
• اگر نتایج به‌دست آمده دقیق باشند و قبلا توسط گروه‌های پژوهشی دیگری به چاپ نرسیده باشند، مقاله علمی را می‌توانید از کار خود تهیه کنید و به مجله‌های معتبر علمی بفرستید. نوشتن مقاله علمی کاری جدا از پایان‌نامه است و باید به زبان انگلیسی نوشته شود. از این‌رو، باید پایه زبان انگلیسی خود را به خصوص در بخش Writing تقویت کنید.

داشتن مقاله علمی در مجله‌های معتبر با ضریب تاثیر بالا می‌تواند راه را برای ادامه تحصیل در مقطع دکتری در رشته فوتونیک در ایران یا خارج از کشور هموار کند. در بخش بعد چگونگی نوشتن مقاله علمی از ابتدا تا انتها را توضیح می‌دهیم.

چگونه مقاله علمی بنویسیم؟

هر مقاله علمی از چند بخش اصلی تشکیل شده است:

• عنوان
• خلاصه
• مقدمه
• روش‌ها
• نتایج
• بحث و تحلیل نتایج
• نتیجه‌گیری
• منابع

عنوان مقاله چیست؟

عنوان مقاله یکی از مهم‌ترین بخش‌های هر مقاله علمی است که در انتخاب آن باید دقت بسیار زیادی داشته باشیم. عنوان مقاله نباید خیلی کوتاه یا خیلی بلند و در بهترین حالت عنوان مقاله بهتر است حداکثر از ۱۵ کلمه تشکیل شده باشد. عنوان مقاله چه نکاتی را باید در بر داشته باشد؟

• هدف: در هر مقاله سعی می‌شود به سوالی علمی پاسخ داده شود. سوال مطرح شده باید در عنوان مقاله مشخص باشد.
• حوزه: به هنگام خواندن عنوان مقاله باید بدانیم در چه زمینه‌ای پژوهش انجام شده است.
• روش: بهتر است در عنوان مقاله روش انجام پژوهش مشخص شود. به عنوان مثال، اگر با استفاده از نرم‌افزار یا روش خاصی شبیه‌سازی انجام می‌دهید، نام نرم‌افزار یا روش شبیه‌سازی را در عنوان مقاله ذکر کنید. در این حالت، پژوهشگری که مقاله شما را پیدا می‌کند به راحتی می‌تواند با خواندن عنوان آن تصمیم بگیرد مقاله شما را کامل بخواند یا خیر.

خلاصه مقاله چیست؟

به طور معمول، خلاصه مقاله از ۳۰۰ کلمه تشکیل شده است. خلاصه مقاله هدف پژوهش، روش‌های استفاده شده، یافته‌ها و نتایج به‌دست آمده را در برمی‌گیرد. توجه به این نکته مهم است که در خلاصه مقاله نباید هیچ بحثی در مورد نتایج انجام شود. خلاصه هر مقاله، علمی همان‌طور که از نام آن مشخص است، باید بسیار خلاصه و مفید نوشته شده باشد. برای نوشتن خلاصه باید از زمان گذشته استفاده کنید. چرا؟ زیرا در مورد پژوهشی می‌نویسید که نتایج آن به طور کامل به‌دست آمده است.

مقدمه مقاله چیست؟

مقدمه مقاله باید به گونه‌ای نوشته شود که خواننده را به خواندن مقاله تشویق کند. به هنگام نوشتن مقدمه باید از کارهای انجام شده توسط پژوهشگران دیگر استفاده کنیم. مقاله‌های علمی در رشته فوتونیک در زمینه‌های مختلفی مانند نور و اپتیک، فیبر نوری و لیزر نوشته شده‌‌اند. فرض کنید مقاله‌ای که می‌خواهید بنویسید در مورد برهم‌کنش لیزر با نانوساختارهای دوبعدی است. در مقدمه مقاله باید در مورد پژوهش‌های انجام شده در این زمینه و مشکلات موجود صحبت کنید. خواننده با خواندن مقدمه مقاله شما باید بداند چه کارهایی در زمینه برهم‌کنش لیزر با نانوساختارهای دوبعدی انجام شده است و چه نتایج کلی به‌دست آمده است. همچنین، باید با مشکلاتی که پژوهشگرهای دیگر با آن‌ها روبرو شده‌اند، آشنا شود.

به هنگام صحبت در مورد مشکلات پژوهش‌های قبلی می‌توانید در مورد کار پژوهشی خود و مشکلی که می‌خواهید آن را حل کنید یا پرسشی که می‌خواهید به آن پاسخ دهید، صحبت کنید.

روش های استفاده شده در مقاله

پس از مقدمه مقاله و طرح پرسشی که می‌خواهید به آن پاسخ دهید، باید روش انجام پژوهش را با جزئیات بنویسید. بنابراین، کسانی که مقاله شما را می‌خوانند به راحتی می‌توانند کار شما را تکرار کنند. چگونگی نوشتن این بخش به نوع پژوهش انجام شده بستگی دارد. اما در حالت کلی می‌توان برای نوشتن این بخش، مسیر گفته شده در ادامه را پیمود:

• برای نوشتن این بخش ابتدا هدف پژوهشی خود را مشخص کنید.
• اگر پژوهش انجام شده تجربی است، باید نحوه انجام آزمایش، طراحی و چگونگی انجام آن با جزئیات نوشته و تمام وسایل استفاده شده و شرکتی که وسایل از آنجا خریداری شده‌اند باید عنوان شود.
• اگر پژوهش انجام شده شبیه‌سازی یا نظری است، باید نرم‌افزارهای استفاده شده یا روش نظری استفاده شده برای حل مساله بیان شود.

نتایج به دست آمده

پس از نوشتن مقدمه و روش استفاده شده برای انجام پژوهش، به بخش نتایج به‌دست آمده می‌رسیم. نتایج به‌دست آمده قلب هر مقاله پژوهشی است. به همین دلیل، بیشتر استادهای راهنما از دانشجویان خود می‌خواهند برای نوشتن مقاله، ابتدا بخش نتایج آن را بنویسند. پس از تایید نتایج به‌دست آمده توسط استاد راهنما، استاد مشاور و دیگر همکاران پژوهشی، بخش‌های دیگر مقاله راحت‌تر و سریع‌تر نوشته خواهند شد. در این بخش، فقط نتایج به‌دست آمده را بدون نوشتن جزئیات، بیان کنید. شکل‌ها و جدول‌های استفاده شده را کاملا واضح در متن ذکر کنید و تا حد امکان آن‌ها را نزدیک به نخستین اشاره در مقاله بگذارید.

توجه به این نکته مهم است که شکل‌ها و جدول‌های استفاده شده در مقاله باید بسیار منظم و واضح باشند. به هنگام رسم داده‌های به‌دست آمده می‌توانید از نرم‌افزارهای مختلفی مانند متلب، اکسل یا OriginLab استفاده کنید. OriginLab یکی از بهترین نرم‌افزارهای استفاده شده برای رسم نمودارهای مقاله‌های علمی است. اما از نرم‌افزارهای دیگر نیز می‌توانید استفاده کنید.

بحث و تحلیل نتایج

پس از نوشتن نتایج به‌دست آمده و گذاشتن شکل‌ها و جدول‌های استفاده شده، باید این نتایج را به دقت تحلیل کنید. در این بخش، باید از ایده‌ها و نتایج به‌دست آمده در پژوهش خود دفاع کنید. بهتر است این بخش را با طرح دوباره پرسش پژوهشی خود و پاسخ کوتاهی به آن آغاز کنید. به این نکته توجه داشته باشید که برای نتایج به‌دست آمده و تحلیل به کار برده شده برای آن‌ها باید منبع موثقی داشته باشید. بهترین منابع استفاده شده برای تایید نتایج به‌دست آمده استفاده از مقاله‌های بخش مقدمه است. همچنین، نتایج به‌دست آمده باید مکمل و تاکیدکننده یکدیگر باشند.

در این بخش باید نشان دهید داده‌ها و نتایج به‌دست آمده در پژوهش شما چگونه به یکی از پرسش‌ها و مشکلات حل نشده در رشته فوتونیک پاسخ می‌دهد. همچنین، در بخش تحلیل نتایج باید به محدودیت‌ها به هنگام انجام پژوهش نیز اشاره کنید. توجه به این نکته مهم است که هر گونه شکست به هنگام انجام پژوهش نیز باید توضیح داده شوند. در انتهای این بخش در مورد کارهایی که می‌توان در پژوهش‌های بعد انجام داد، صحبت کنید.

نتیجه گیری

اکنون به انتهای مقاله و بخش نتیجه‌گیری رسیده‌اید. در این بخش، به پرسش مطرح شده در ابتدای پژوهش بار دیگر پاسخ می‌دهیم و مهم‌ترین نتایج به‌دست آمده را به صورت خلاصه بیان می‌کنیم.

بیشتر فارغ‌التحصیلان رشته فوتونیک تمایل دارند تحصیلات خود را در این رشته در مقطع دکتری در ایران یا خارج از ایران ادامه دهند. در ادامه، ابتدا در مورد ادامه تحصیل در رشته فوتونیک در مقطع دکتری در ایران و سپس خارج از ایران صحبت می‌کنیم.

فارغ التحصیل رشته فوتونیک در چه کارها و صنایعی می‌تواند شاغل شود؟

فارغ‌التحصیلان رشته فوتونیک می‌توانند در شاخه‌های مرتبط به پزشکی فعالیت داشته باشند. آن‌ها می‌توانند با ساخت تجهیزات پزشکی در زمینه لیزر کمک شایانی به پیشرفت علم پزشکی در کشور داشته باشند. همچنین، فارغ‌التحصیلان رشته فوتونیک می‌توانند فناوری نوینی برای نورپردازی اتومبیل‌ها و ساختمان‌ها طراحی کنند و در صنایع خودروسازی مشغول به کار شوند. همان‌طور مه در ابتدای این بخش اشاره شد، ساخت فیبرهای نوری کمک شایانی به افزایش سرعت انتقال اطلاعات کرد. فارغ‌التحصیلان این رشته می‌توانند در طراحی و ساخت فیبرهای نوری مشغول به کار شوند. صنایع نظامی بخش مهم دیری است که در آن فارغ‌التحصیلان رشته فوتونیک می‌توانند فعالیت داشته باشند و در طراحی ادوات نظامی و مکان‌یاب‌ها فعالیت داشته باشند.

حقوق رشته فوتونیک چه مقدار است؟

متوسط حقوق سالانه مهندس فوتونیک در کشور آمریکا در سال ۲۰۲۱ در حدود ۸۰۰۵۵ دلار است. رشته فوتونیک در ایران، بسیار جدید است. از این‌رو، این رشته هنوز جایگاه شغلی مناسب خود را در ایران نیافته است. اما، فارغ‌التحصیلان این رشته می‌توانند در شرکت‌های خصوصی و دانش‌بنیان که در زمینه مخابرات، ساخت تجهیزات اپتیکی و فیبرهای نوری فعالیت می‌کنند، استخدام شوند. متوسط حقوق ماهیانه فعالان در این رشته به طور متوسط بین ۱۲ تا ۲۰ میلیون در ماه است. همچنین، فارغ‌التحصیلان مقطع دکتری در ایران می‌توانند به عنوان پژوهشگر در دانشگاه‌ها و موسسات علمی متفاوت استخدام شوند و در زمینه موردعلاقه خود به پژوهش بپردازند.

امکان ادامه تحصیل در رشته فوتونیک در داخل ایران چگونه است؟

فارغ‌التحصیلان رشته فوتونیک در مقطع کارشناسی ارشد می‌توانند در مقطع دکتری در این رشته، در ایران یا خارج از ایران، ادامه تحصیل دهند. برای ادامه تحصیل در رشته فوتونیک در مقطع دکتری در ایران باید در آزمون دکتری که هر سال در اسفندماه برگزار می‌شود شرکت کنید. آزمون دکتری از دو بخش تشکیل شده است:

• آزمون علمی
• مصاحبه تخصصی و عمومی

آزمون علمی از دو بخش تشکیل شده است:

• دروس تخصصی
• استعداد تحصیلی و زبان انگلیسی

دروس تخصصی آزمون دکتری عبارت هستند از:

• فیزیک مدرن
• مکانیک کوانتومی پیشرفته
• الکترودینامیک

سوالات فیزیک مدرن در حد کارشناسی و سوالات کوانتوم و الکترودینامیک در حد کارشناسی‌ارشد است. بنابراین، برای موفقیت در این آزمون باید فیزیک کوانتوم و الکترودینامیک را در حد پیشرفته آموخته باشید. پس از کسب امتیاز لازم در آزمون کتبی، دانشگاه موردنظر خود را انتخاب می‌کنید. در مرحله دوم، دانشگاه‌ها چند برابر ظرفیت اعلام شده، افراد را به مصاحبه دعوت می‌کنند.

برای موفقیت در مصاحبه دکتری به چند نکته باید توجه داشته باشید:

• اعتمادبه‌نفس کافی داشته باشید.
• قبل از شرکت در مصاحبه، معرفی خود به زبان انگلیسی را تمرین کنید.
• تمام مدارک خود را از قبل آماده کنید و از مقاله‌هایی که در مجله‌های معتبر چاپ کرده‌اید، چند سری کپی تهیه کنید.
• به هنگام مصاحبه با دقت به سوالات پرسیده شده گوش دهید و سعی کنید با تمرکز کامل به آن‌ها پاسخ دهید.
• بر پایان‌نامه کارشناسی‌ارشد خود و نتایج به‌دست آمده تسلط کامل داشته باشید.

پس از موفقیت در آزمون دکتری و پذیرش در دانشگاه موردنظر،‌ از مهر ماه می‌توانید تحصیل خود در مقطع دکتری را شروع کنید. مقطع دکتری از هشت نیمسال تحصیلی تشکیل شده است که با توجه به پایان‌نامه دکتری، این تعداد می‌تواند تا ۱۲ نیمسال تحصیلی تمدید شود. برای موفقیت در دکتری باید چند آزمون را پشت سر بگذارید. هر دانشجوی دکترایی باید برای نوشتن مقاله علمی-پژوهشی خود به نگارش و خواندن زبان انگلیسی تسلط داشته باشد. از این‌رو، شرکت در یکی از آزمون‌های زبان انگلیسیِ مورد تایید وزارت علوم و تحقیقات، مانند آزمون آیلتس،‌MSRT یا تافل، الزامی است. دانشجو پس از گذراندن موفقیت‌آمیز آزمون زبان انگلیسی و کسب امتیاز لازم، باید در آزمون جامع شرکت کند.

چگونگی برگزاری آزمون جامع در دانشگاه‌های مختلف، متفاوت است، اما در حالت کلی این آزمون از دو بخش نظری و عملی تشکیل شده است. سوالات مطرح شده در این آزمون از دروس کارشناسی، کارشناسی‌ارشد و دروس گذرانده شده در دو نیمسال تحصیلی اول و دوم مقطع دکتری می‌آیند. هر دانشجو دوبار فرصت شرکت در این آزمون را دارد و در صورت عدم کسب نمره لازم، به کمیته تحصیلات تکمیلی معرفی می‌شود. دانشجو پس از گذراندن آزمون‌های زبان انگلیسی و جامع، باید از پیشنهاد پژوهشی خود دفاع کند. پیشنهاد پژوهشی مقدمه‌ای بر رساله دکتری است.

دانشجو در حضور استادهای راهنما و مشاور خود و دو ممتحن داخلی از پیشنهاد پژوهشی خود دفاع می‌کند. پس از دفاع موفقیت‌آمیز از پیشنهاد پژوهشی، دانشجو می‌تواند کار روی رساله دکترای خود را آغاز کند. هر دانشجوی دکتری در طول دوران تحصیل خود می‌تواند از فرصت مطالعاتی و انجام پژوهش در یکی از دانشگاه‌های خارجی مورد تایید وزارت علوم، استفاده کند.

تا اینجا می‌دانیم رشته فوتونیک چیست و شرایط تحصیل در این رشته در ایران چگونه است. همچنین، با مهم‌ترین گرایش‌های و زمینه‌های تحقیقانی رشته فوتونیک در ایران و جهان آشنا شدیم. گاهی دانشجویان محصل در رشته فوتونیک تمایل دارند تحصیلات خود در این رشته را در خارج از کشور بگذرانند. در ادامه، در مورد مراحل ادامه تحصیل در خارج از کشور را به طور خلاصه صحبت می‌کنیم.

برای آشنایی بیشتر و بهتر با سایر رشته‌های دانشگاهی روی این لینک کلیک کنید.

امکان ادامه تحصیل در رشته فوتونیک در خارج از کشور به چه صورت است؟

ادامه تحصیل در این رشته امکان‌پذیر است و برای ادامه تحصیل در رشته فوتونیک در خارج از ایران باید مراحل زیر را طی کنید.

• شرکت در یکی از آزمون‌های بین المللی زبان و کسب نمره لازم
• تقویت رزومه علمی
• مکاتبه با استاد راهنما
• ارسال مدارک لازم
• دریافت نامه پذیرش و انجام سایر مراحل اداری

جمع‌بندی

در این مطلب از مجله فرادرس، با رشته فوتونیک آشنا شدیم. این رشته یکی از رشته‌های نوظهور در ایران است که در سال‌های اخیر علاقه‌مندان زیادی را به خود جذب کرده است. فوتونیک از لغت فوتون به معنای بسته‌های گسسته انرژی امواج الکترومغناطیسی و منشأ تولید این امواج، گرفته شده است. بنابراین، در رشته فوتونیک با فیزیک نوری و اپتیک آشنا می‌شویم. دانشجو با تحصیل در این رشته با کاربرد نور در صنایع مختلف مانند پزشکی و مخابرات آشنا خواهد شد. در این مطلب، پس از آشنایی اولیه با رشته فوتونیک، با گرایش‌های مختلف این رشته و چگونگی ادامه تحصیل در آن در ایران یا خارج از ایران صحبت می‌کنیم.