zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Luận Văn - Báo Cáo

» Báo cáo khoa học

Báo cáo nghiên cứu khoa học: "Động học laser màu có buồng cộng hưởng quenching."

Chia sẻ: Nguyễn Phương Hà Linh Linh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

Báo xấu

86
lượt xem 7
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tuyển tập các báo cáo nghiên cứu khoa học hay nhất của trường đại học vinh tác giả. 7. Đoàn Hoài Sơn, Lê Thị Ngọc Tú, Động học laser màu có buồng cộng hưởng quenching...Laser (đọc là la-de) là tên viết tắt của cụm từ Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation trong tiếng Anh, và có nghĩa là "khuếch đại ánh sáng bằng phát xạ kích thích".

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Báo cáo nghiên cứu khoa học: "Động học laser màu có buồng cộng hưởng quenching."

§O N HO I S¥N, L£ THÞ NGäC Tó ... buång céng hëng quenching, tr. 52-56 §éng häc laser mµu cã buång céng h−ëng quenching (a) (b) §O N HO I S¥N , L£ THÞ NGäC Tó Tãm t¾t. Trong bµi b¸o nµy, c¸c ®Æc tr−ng phæ vµ thêi gian trong qu¸ tr×nh ph¸t xung laser mµu ng¾n, dùa trªn ph−¬ng ph¸p buång céng h−ëng (BCH) quenching ®· ®−îc nghiªn cøu b»ng hÖ ph−¬ng tr×nh tèc ®é më réng ®a b−íc sãng. C¸c kÕt qu¶ thu ®−îc cho thÊy møc ®é ¶nh h−ëng cña c¸c yÕu tè kh¸c nhau (n¨ng l−îng b¬m, thÓ tÝch dïng chung cña hai BCH, c¸c th«ng sè BCH laser...) lªn qu¸ tr×nh ph¸t xung laser ng¾n. §Æc biÖt, ®é réng phæ ®¸ng kÓ (kho¶ng 100 A0) cña c¸c xung laser ®¬n vµ ng¾n ®· ®−îc ph¸t hiÖn vµ kiÓm chøng b»ng thùc nghiÖm. §iÒu nµy ®· cho phÐp ph¸t thµnh c«ng c¸c xung laser ng¾n, ®iÒu chØnh liªn tôc b−íc sãng – khi sö dông mét yÕu tè chän läc phæ ®¬n gi¶n vµo laser BCH dËp t¾t. Víi nh÷ng ph¸t hiÖn míi nµy, laser mµu BCH quenching sÏ ®−îc chó träng h¬n trong øng dông thùc tiÔn. Më §ÇU Mét ph−¬ng ph¸p ph¸t xung laser ng¾n víi xung b¬m nan« - gi©y lµ ph−¬ng ph¸p BCH quenching. Nguyªn lý cña ph−¬ng ph¸p nµy lµ dùa trªn sù c¹nh tranh n¨ng l−îng tÝch tr÷ trong m«i tr−êng ho¹t chÊt gi÷a hai BCH chÊt l−îng thÊp (BCH Q -thÊp) vµ BCH chÊt l−îng cao (BCH Q - cao). Ho¹t ®éng cña BCH Q - cao chiÕm hÇu hÕt kh¶ n¨ng khuÕch ®¹i trong ho¹t chÊt. Do ®ã sù ph¸t laser tõ BCH Q - thÊp chØ cho phÐp ph¸t ra mét xung laser ng¾n ë lèi ra [1, 4]. §éng häc cña laser cã BCH quenching ®· ®−îc nghiªn cøu vµ ph¸t triÓn víi laser mµu láng vµ chØ míi quan t©m t¹i mét tÇn sè. Nh÷ng ¶nh h−ëng cña c¸c th«ng sè nh− phÇn thÓ tÝch ho¹t chÊt dïng chung gi÷a hai BCH, møc b¬m, th«ng sè BCH Q - cao vµ nång ®é chÊt mµu lªn ®éng häc cña laser mµu xung ng¾n cã BCH quenching vÉn ch−a ®−îc lµm s¸ng tá [4, 5]. Trong bµi b¸o nµy, chóng t«i tr×nh bµy mét sè nghiªn cøu lý thuyÕt vµ thùc nghiÖm vÒ ®éng häc cña laser mµu ph¸t xung ng¾n cã BCH quenching. C¸c ®Æc tr−ng phæ vµ thêi gian trong qu¸ tr×nh ph¸t xung laser mµu ng¾n ®· ®−îc nghiªn cøu b»ng hÖ ph−¬ng tr×nh tèc ®é më réng ®a b−íc sãng. C¸c kÕt qu¶ thu ®−îc cho thÊy møc ®é ¶nh h−ëng cña c¸c yÕu tè kh¸c nhau (n¨ng l−îng b¬m, thÓ tÝch ho¹t chÊt dïng chung cña hai BCH, c¸c th«ng sè BCH laser ...) lªn qu¸ tr×nh ph¸t xung laser ng¾n. B»ng nghiªn cøu lý thuyÕt vµ thùc nghiÖm chóng t«i chØ ra r»ng c¸c xung laser mµu tr¹ng th¸i r¾n vµ láng cã BCH quenching ph¸t ra trªn mét d¶i phæ lµ ®¸ng kÓ 100Å. §iÒu nµy ®· cho phÐp ph¸t thµnh c«ng c¸c xung laser ng¾n, ®iÒu chØnh liªn tôc ®−îc b−íc sãng trªn mét miÒn phæ réng tõ ph−¬ng ph¸p BCH quenching. 1. HÖ ph−¬ng tr×nh tèc cña laser mµu buång céng h−ëng quenching XuÊt ph¸t tõ hÖ ph−¬ng tr×nh tèc ®é më réng sau NhËn bµi ngµy 24/10/2007. Söa ch÷a xong 21/11/2007. 52
§¹i häc Vinh T¹p chÝ khoa häc, tËp XXXVI, sè 4A-2007 ∂N 1   n 1 n =  P + ∑ I i (t )σ ai  N o −  ∑ σ ei (I li + I hi ) +  N 1 τ   1 ∂t 1 ∂ I l ,i I l ,i = [2 (σ N 0 )L l − α l , i ] N1 − σ + Ai N 1 e ,i a ,i τl ∂t ∂ I h ,i I = [2 (σ e , i N 1 − σ a , i N 0 )L h − α h , i ] h , i + Ai N 1 τh ∂t Ν = Ν +Ν , 1 0 trong ®ã: Ii: C−êng ®é laser t¹i b−íc sãng λi; P(t): Tèc ®é b¬m (s-1); Ll, Lh: ChiÒu dµi BCH Q-thÊp vµ Q-cao; τ lµ thêi gian sèng huúnh quang chÊt mµu; τl, τh: Thêi gian sèng cña photon trong BCH Q-thÊp vµ Q-cao; Ai: H»ng sè ph¸t x¹ tù ph¸t t¹i b−íc sãng λi; σai, σei: HÖ sè hÊp thô vµ hÖ sè ph¸t x¹ t¹i b−íc sãng λi; αl,i và αh,i lµ hÖ sè mÊt m¸t trong BCH Q-thÊp vµ Q-cao; N0, N1: §é tÝch luü tr¹ng th¸i ®iÖn tö c¬ b¶n S0 vµ tr¹ng th¸i kÝch thÝch S1. Gi¶i hÖ ph−¬ng tr×nh tèc ®é më réng nãi trªn nhê phÇn mÒm viÕt b»ng ng«n ng÷ Matlab 6.5 vµ sö dông thuËt to¸n Runge-Kutta bËc 4. C¸c kÕt qu¶ ®· chØ ra r»ng viÖc ph¸t xung ng¾n cña laser mµu cã BCH quenching kh«ng nh÷ng phô thuéc vµo nång ®é ph©n tö mµu, møc b¬m, th«ng sè BCH Q - cao mµ cßn phô thuéc m¹nh vµo phÇn thÓ tÝch ho¹t chÊt dïng chung gi÷a hai BCH. 2. §éng häc laser mµu xung ng¾n cã buång céng h−ëng quenching §Ó nghiªn cøu ®éng häc phæ cña laser mµu xung ng¾n cã BCH quenching chóng t«i sö dông hÖ ph−¬ng tr×nh tèc ®é (1) m« t¶ toµn bé b−íc sãng cho PM 567/ Polymer (Nång ®é chÊt mµu N = 5×1017 cm-3, Ω = 2 ; Lh = 2 cm; r = 10; R3 = 1; R1 = R2 = 0,04). KÕt qu¶ tÝnh to¸n ®−îc chØ ra trªn h×nh 1. B»ng thùc nghiÖm, chóng t«i chøng tá r»ng c¸c laser mµu PM567/Polymer (h×nh 2) xung ng¾n tõ BCH quenching còng ph¸t ra trªn mét d¶i phæ réng hµng tr¨m Å (h×nh 3). Ta thÊy r»ng víi sù lùa chän c¸c th«ng sè thÝch hîp ho¹t ®éng cña laser tõ BCH Q - thÊp lµ ®¬n xung trªn mét d¶i phæ réng 100 Å. §©y chÝnh lµ kÕt qu¶ míi ®−îc ph¸t hiÖn trong ph−¬ng ph¸p ph¸t xung ng¾n tõ BCH quenching. 53
§O N HO I S¥N, L£ THÞ NGäC Tó ... buång céng hëng quenching, tr. 52-56 ( . v. t. .) Cư ng 564 562 5000 560 5500 558 6000 556 6500 7000 554 Bư c sóng (nm) Th i gian (ps) H×nh 1. TiÕn tr×nh phæ thêi gian cña ph¸t H×nh 2. Phæ laser xung ng¾n tõ BCH Q - thÊp x¹ laser mµu r¾n PM 567/Polymer tõ BCH (phæ laser tøc thêi xung ng¾n tõ BCH Q - thÊp) Q - thÊp (d¶i phæ tham gia ph¸t laser kho¶ng 100Å) 3. Ph¸t xung laser ng¾n vµ ®iÒu chØnh liªn tôc b−íc sãng tõ laser cã BCH quenching §Ó chøng tá kh¶ n¨ng laser mµu xung ng¾n, b¨ng hÑp, ®iÒu chØnh liªn tôc b−íc sãng ph¸t trªn mét d¶i phæ réng chóng t«i sö dông mét yÕu tè chän läc phæ ®¬n gi¶n (c¸ch tö). Trong laser mµu BCH quenching chÊt mµu sö dông lµ PM567/Polymer nång ®é 10-4 Mol/l, chiÒu dµi BCH Q - cao lµ 2 cm, hÖ sè ph¶n x¹ cña g−¬ng sau BCH Q - cao lµ 90%, gãc gi÷a hai BCH lµ 20, møc b¬m r = 4 lÇn trªn ng−ìng. Chïm laser xung ng¾n tõ BCH Q-thÊp sau khi ®· ®−îc chuÈn trùc chiÕu lªn c¸ch tö nhiÔu x¹. §Ó ®¹t ®−îc ®é ph©n gi¶i phæ vµ n¨ng l−îng xung thÝch hîp, chïm tia nhiÔu x¹ ®−îc lùa chän vµ héi tô bëi mét thÊu kÝnh (h×nh 3). Trªn mÆt ph¼ng ¶nh cña thÊu kÝnh t¹i ®ã Gh L1 mét khe hÑp S1 kho¶ng 0,3 mm dïng ®Ó chän läc O b¨ng phæ hÑp cÇn thiÕt. Kho¶ng phæ ®−îc chän cã Xung laser b¬m L 1 thÓ ®iÒu chØnh b»ng c¸ch quay c¸ch tö G sao cho S 4 nã quÐt ®−îc toµn bé vïng phæ ph¸t laser tõ BCH L2 quenching ®Ó thu ®−îc b¨ng phæ hÑp cÇn thiÕt. C¸c xung laser mµu ng¾n b¨ng hÑp ®−îc thu b»ng L3 photodiode nhanh (s−ên n©ng 200ps) vµ dao ®éng O S1 /2 kÝ sè (Tektronix)1,5 GHz. C¸c kÕt qu¶ ®· chØ ra 2 r»ng víi BCH quenching chóng ta cã thÓ thu ®−îc Laser m u G xung laser ng¾n, b¨ng hÑp ë nh÷ng b−íc sãng xung ng¾n b¨ng hÑp kh¸c nhau tõ 561,5 nm ®Õn 579,5 nm víi chÊt mµu PM567/Polymer (h×nh 4). H×nh 3. Laser mµu xung ng¾n ®iÒu chØnh liªn tôc b−íc sãng 54
§¹i häc Vinh T¹p chÝ khoa häc, tËp XXXVI, sè 4A-2007 λ=573.5 nm λ=561.5 nm λ=565.5 nm λ=575.5 nm λ=569.5 nm λ=579.5 nm H×nh 4. Xung laser mµu ng¾n PM567/Polymer tõ BCH quenching ë c¸c b−íc sãng kh¸c H ình 4. Xung laser màu xung ng n t nhau quenching các bư c sóng khác nhau BCH Nh− vËy, ta ®· thu ®−îc c¸c xung laser mµu ng¾n, b¨ng hÑp, ®iÒu chØnh liªn tôc b−íc sãng trong miÒn phæ réng. C¸c kÕt qu¶ nµy hoµn toµn cã thÓ øng dông víi c¸c chÊt mµu kh¸c nhau, nh− tr−íc ®©y ®· ®−îc thùc hiÖn trong kü thuËt BCH quenching truyÒn thèng. Do vËy chóng ta cã thÓ chñ ®éng ph¸t ®−îc c¸c xung laser ng¾n, ®iÒu chØnh liªn tôc b−íc sãng trong miÒn phæ nh×n thÊy dùa trªn kü thuËt BCH quenching. KÕT LUËN C¸c kÕt qu¶ nghiªn cøu vÒ laser mµu r¾n vµ láng cã BCH quenching víi hÖ ph−¬ng tr×nh tèc ®é më réng ®· cho ta mét bøc tranh toµn diÖn vÒ c¸c qu¸ tr×nh vËt lý x¶y ra trong ph−¬ng ph¸p ph¸t xung laser ng¾n víi BCH quenching. B»ng c¸c nghiªn cøu lý thuyÕt vµ thùc nghiÖm vÒ ®éng häc phæ trong ph¸t x¹ laser mµu cã BCH quenching chóng t«i ®· chØ ra r»ng xung laser mµu ng¾n ph¸t tõ kü thuËt BCH quenching ®−îc ph¸t trªn mét d¶i phæ réng ®¸ng kÓ (100Å) vµ chøng tá ®−îc kh¶ n¨ng ph¸t xung laser ng¾n, b¨ng hÑp, ®iÒu chØnh liªn tôc b−íc sãng trªn miÒn phæ réng cña laser mµu cã BCH quenching. Kh¶ n¨ng míi nµy sÏ gióp c¸c laser ph¸t xung ng¾n víi BCH quenching ®−îc chó träng h¬n n÷a trong øng dông. 55
§O N HO I S¥N, L£ THÞ NGäC Tó ... buång céng hëng quenching, tr. 52-56 T I LIÖU THAM KH¶O [1] P. Simon, J. Klebniczki, A study of picosecond pulse generation by a double- resonator dye laser, Opt. Comm., 56, 1986, 359 - 364. [2] N. Dai Hung, Y.H. Meyer, Direct measurements of spectral and temporal characteristics of dye lasing in ultralow-Q microcavities, Appl. Phys. Lett., 1996, 2624 - 2626. [3] A. Bergmann, W. Holzer, A. Penzkofer et al, Photophysical characterzation of pyrromethene dye in solid matries of acrylic copylymers, Chem. Phys., 271, 2001, 201- 213. [4] D. Q. Hoa. N. Dai Hung. T. Imasaka. N. T. Thanh, A Tunable picosecond dye laser based on cavity quenching and spectro-temporal selection, Appl. Phys. B 00, 2004, 1-5. [5] Pham H. Minh, Doan H. Son, P. Brechignac, N. Dai Hung, Spectral and temporal characteristics of picosecond quenching-cavity solid-state dye lasers, Advances in photonics and applications, 2004, 318 – 322. summary Dynamics of cavity-quenching dye lasers The temporal and spectral characteristics of cavity-quenching dye lasing operation have been investigated with a system of rate equations extended to multi-wavelength. The obtained results show the influences of different parameters (pump level, cavity configuration and parameters...) on the generation of single short laser pulses. Particularly, considerable spectral width of the single short laser pulses is theoretically and experimentally demonstrated. This allows us to produce continuously tunable short laser pulses adding a simple spectral selector to a conventional cavity-quenching dye laser. This newly found advantage makes picosecond cavity-quenching dye lasers much more attractive in applications. (a) Khoa vËt lý, tr−êng ®¹i häc vinh (b) Cao häc 13 quang häc, tr−êng ®¹i häc vinh. 56

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.26: Bộ 320 Luận Văn Thạc Sĩ Y Học

320 tài liệu

1246 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.