BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
-----------------------------
NGUYỄN THỊ MỸ AN
NGHIÊN CỨU MÔI TRƯỜNG HOẠT CHẤT LASER MÀU
HỮU CƠ PHA TẠP HẠT NANO VÀNG DÙNG CHO
LASER PHẢN HỒI PHÂN BỐ PHÁT XUNG NGẮN
LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ
HÀ NỘI - 2019
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
-----------------------------
NGUYỄN THỊ MỸ AN
NGHIÊN CỨU MÔI TRƯỜNG HOẠT CHẤT LASER MÀU
HỮU CƠ PHA TẠP HẠT NANO VÀNG DÙNG CHO
LASER PHẢN HỒI PHÂN BỐ PHÁT XUNG NGẮN
Chuyên ngành: Quang học
Mã số: 9440110
LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1: PGS.TS. Đỗ Quang Hòa
2: TS. Nghiêm Thị Hà Liên
HÀ NỘI - 2019
i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan, kết quả nghiên cứu trong luận án tiến sỹ: “Nghiên cứu phát
xung laser ngắn sử dụng môi trường hoạt chất laser màu hữu cơ pha tạp nano kim
loại” dưới sự hướng dẫn của PGS.TS. Đỗ Quang Hòa và TS. Nghiêm Thị Hà Liên là
của riêng tôi. Đó là các kết quả mới, trung thực, không trùng lặp với bất kỳ luận án
hay công trình nào đã được công bố. Tất cả những tham khảo và kế thừa đều được
trích dẫn và tham chiếu đầy đủ.
Nghiên cứu sinh
Nguyễn Thị Mỹ An
ii
LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, tôi xin bày tỏ lòng kính trọng, sự biết ơn và tình cảm sâu sắc tới
thầy hướng dẫn PGS.TS. Đỗ Quang Hòa và TS. Nghiêm Thị Hà Liên, người đã dành
tình yêu thương của một người cha, một người chị để định hướng, dạy bảo và tạo mọi
điều kiện thuận lợi nhất cho tôi trong suốt quá trình thực hiện luận án.
Tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS. Trần Hồng Nhung và các em phòng
NanoBioPhotonics, Viện Vật lý đã luôn động viên, khích lệ tôi trong quá trình nghiên
cứu tại phòng.
Tôi xin chân thành cảm ơn GS.TS. Nguyễn Đại Hưng và các thầy/cô, các
anh/chị/em Viện Vật lý đã khuyến khích tôi trong quá trình làm nghiên cứu tại Viện.
Tôi xin trân trọng cảm ơn Lãnh đạo Học viện Khoa học và Công nghệ, Bộ phận Đào
tạo sau đại học đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi làm luận án.
Tôi xin chân thành cảm ơn Lãnh đạo Quỹ Phát triển khoa học và công nghệ
Quốc gia, các đồng nghiệp đã chia sẻ, giúp đỡ tôi trong công việc khi tôi đi học.
Cuối cùng, tôi xin bày tỏ tình cảm sâu sắc nhất tới những người thân yêu trong
gia đình đã luôn quan tâm, ủng hộ tôi trong suốt thời gian qua.
Hà Nội, ngày 20 tháng 9 năm 2018
Nguyễn Thị Mỹ An
iii
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................i
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................ ii
MỤC LỤC ................................................................................................................. iii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN ÁN..................................... vii
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU ..............................................................................ix
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ ............................................................... x
MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LASER MÀU, CHẤT MÀU LASER, .................. 7
HẠT NANO VÀNG ................................................................................................... 7
1.1. Laser màu ............................................................................................................. 7
1.1.1. Môi trường hoạt chất cho laser màu.................................................................. 7
1.1.1.1. Cấu trúc hóa học phân tử màu hữu cơ ........................................................... 7
1.1.1.2. Tính chất của các chất màu laser hữu cơ ..................................................... 10
1.1.1.3. Quang phổ của chất màu .............................................................................. 12
1.1.2. Chất màu DCM ............................................................................................... 15
1.1.2.1. Cấu trúc hóa học của phân tử màu DCM ..................................................... 15
1.1.2.2. Đặc trưng quang của chất màu DCM ........................................................... 19
1.1.2.3. Đánh giá ưu nhược điểm của DCM ............................................................. 20
1.2. Tính chất quang của vật liệu nano kim loại, nano vàng ..................................... 21
1.2.1. Cộng hưởng plasmon bề mặt .......................................................................... 21
1.2.2. Các đặc trưng quang học của nano vàng ......................................................... 22
1.2.3. Truyền năng lượng giữa các phân tử màu hữu cơ với các hạt nano kim loại . 27
1.2.4. Ứng dụng của nano vàng trong laser xung ngắn ............................................. 29
1.2.4.1 Hiệu ứng Q-switch của nano vàng dạng cầu ................................................. 30
1.2.4.2. Hiệu ứng khóa mode thụ động bằng GNPs .................................................. 30
1.2.4.3. Cấu hình nanolaser do hiệu ứng cộng hưởng dãy GNPs ............................. 31
1.3. Laser màu xung ngắn ......................................................................................... 32
1.3.1. Cơ chế hoạt động của laser màu ..................................................................... 32