Luận văn thạc sĩ HUS ảnh hưởng của một số tham số laser lên cường độ các mode của random laser phát ba mode luận văn ths vật lý 60 44 11

đại học quốc gia hà nội Tr-ờng đại học khoa học tự nhiên Hoàng Thị Bến ảnh h-ởng số tham số laser lên c-ờng độ mode random laser phát ba mode Luận văn thạc sĩ khoa häc Hµ néi - 2011 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com đại học quốc gia hà nội Tr-ờng ĐạI HọC KHOA HọC Tự NHIÊN Hoàng Thị Bến ảnh h-ởng số tham số laser lên c-ờng độ mode random laser phát ba mode Chuyên ngành: Quang học MÃ ngành: 60 44 11 Luận văn thạc sÜ khoa häc ng-êi h-íng dÉn khoa häc: gs.tsKH §inh Văn Hoàng Hà nội - 2011 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com MỤC LỤC Lời cảm ơn Lời mở đầu Chương 1: Tổng quan laser ngẫu nhiên 1.1 Giới thiệu laser ngẫu nhiên 1.1.1 Laser ngẫu nhiên 1.2.Một số lý thuyết 1.2.1 Lý thuyết phụ thuộc thời gian 1.2.2.Lý thuyết bán cổ điển 1.2.3 Lý thuyết lượng tử 10 1.3.Quá trình phát triển laser ngẫu nhiên 11 Chương 2: Một số nghiên cứu laser ngẫu nhiên 15 2.1 Laser ngẫu nhiên phản hồi không kết hợp 15 2.1.1 Ngưỡng phát 15 2.1.2.Phổ xạ 15 2.1.3 Tính chất động học 16 2.1.4 Hệ số liên kết xạ tự phát β 17 2.1.5 Điều khiển ngưỡng laser ngẫu nhiên 17 2.2 Laser ngẫu nhiên phản hồi kết hợp 17 2.2.1 Hoạt động laser bột ZnO 17 2.2.2 Laser ngẫu nhiên phản hồi kết hợp 23 2.3 Các trạng thái thống kê hăng giáng laser ngẫu nhiên 24 2.4 Sự mở rộng không gian mode laser ngẫu nhiên 26 2.4.1 Vị trí phổ cố định mode 26 2.4.2 Sự cạnh tranh mode 27 2.4.3 Sự mở rộng không gian mode 29 2.4.4 Thống kê khoảng cách phổ mode 31 2.5 Một số ứng dụng microlaser 32 54 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Chương 3: Hoạt động laser ngẫu nhiên phát ba mode 34 3.1 Đặt vấn đề 34 3.2 Hệ phương trình 35 3.3 Phương pháp giải 38 3.4 Khảo sát ảnh hưởng tham số 40 3.4.1.Ảnh hưởng tham số khuếch đại 40 3.4.1.1 Ảnh hưởng T 40 3.4.1.2 Ảnh hưởng  01 42 3.4.1.3.Ảnh hưởng  02 44 3.4.2 Ảnh hưởng hệ số mát  45 55 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Lời mở đầu Trong năm gần laser ngẫu nhiên thu hút ý nhiều nhóm nghiên cứu lý thuyết thực nghiệm Đây loại laser mới, khác với laser thông thường, ánh sáng chiếu vào chất có khả tán xạ mạnh photon bật theo hướng ngẫu nhiên Nếu điều xảy cách liên tục quỹ đạo photon mơi trường khuếch đại dài ánh sáng khuếch đại cách đáng kể lại nhiều lần qua hạt tinh thể nhỏ Nếu khuếch đại lớn mát ánh sáng khuếch đại trở thành ánh sáng laser Môi trường khuếch đại có dạng bột gồm tinh thể nhỏ, hay dung dịch màng vật liệu chứa hạt tán xạ ngẫu nhiên Qua nghiên cứu laser ngẫu nhiên cho thấy: tính chất quang môi trường ngẫu nhiên bao gồm khuếch đại tán xạ ánh sáng, ngưỡng phát laser giảm trật tự môi trường tăng lên, cường độ bơm tăng trến giá trị ngưỡng cực đại số mode phát laser khơng đổi, chúng bão hịa tới giá trị tới hạn xác định độ trật tự hệ Mặt khác, thông qua tìm hiểu laser ngẫu nhiên cịn tạo hướng nghiên cứu tương tác tính phi tuyến định xứ môi trường Trong thời gian vừa qua có nhiều cơng trình nghiên cứu công bố liên quan đến động học laser ngẫu nhiên, mối quan hệ cấu trúc môi trường bất trật tự đặc trưng mode phát Tuy nhiên, vấn đề nêu nhiều điểm chưa sáng tỏ Để tiếp tục hướng nghiên cứu mối quan hệ môi trường bất trật tự đặc trưng mode phát laser ngẫu nhiên đề cập đến cơng trình nghiên cứu nhóm tác giả Xunya Jiang, Soukoulis H.Cao [50] laser ngẫu nhiên phát hai mode ổn định Trong luận văn mở rộng sang trường hợp laser ngẫu nhiên phát ba mode ổn định Tên đề tài luân văn :”Ảnh hưởng số tham số laser lên cường độ mode Radom laser phát ba mode” Ngoài phần mở đầu, phần kết luận danh mục tài liệu tham khảo, nội dung luận văn trình bày ba chương: LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Chương 1: Tổng quan laser ngẫu nhiên Chưong 2:Một số nghiên cứu laser ngẫu nhiên Chương 3: Ảnh hưởng số tham số laser lên cường độ mode Radom laser phát ba mode LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Chương 1: Tổng quan laser ngẫu nhiên 1.1 Giới thiệu laser ngẫu nhiên 1.1.1 Laser ngẫu nhiên Như biết cấu tạo chung laser thơng thường gồm có phận chính: hoạt chất, buồng cộng hưởng, phận kích thích Hoạt chất mơi trường vật chất có khả khuếch đại ánh sáng qua Buồng cộng hưởng có vai trò làm cho xạ hoạt chất phát lại nhiều lần qua hoạt chất để khuếch đại lên Bộ phận kích thích hay bơm có nhiệm vụ cung cấp lượng để tạo nghịch đảo mật độ tích lũy hai mức lượng hoạt chất trì hoạt động laser Buồng cộng hưởng thông dụng buồng cộng hưởng Fabry-Perot, hình thành từ hai gương, gương có hệ số phản xạ cao, cỡ 99,99% cịn gương có hệ số phản xạ thấp để tia sáng Ánh sáng trì buồng cộng hưởng giao thoa tăng cường sau qua chu trình kín gương trở lại vị trí ban đầu nó, trễ pha chu trình kín phải số nguyên lần  Khi khuếch đại quang học đủ lớn để bù trừ mát gây truyền qua gương hấp thụ vật liệu hoạt động laser xảy tần số cộng hưởng Tuy nhiên, có tán xạ bên buồng cộng hưởng ánh sáng bị tán xạ theo hướng khác làm tăng mát ngưỡng phát laser cao (hình 1.1) Hình 1.1: Sơ đồ buồng cộng hưởng Febry-Perot làm từ hai gương với môi trường khuếch đại chúng, gương bên phải có hệ số khuếch đại R>lt>>λ -Chế độ định xứ: kels≈1 ( ke vectơ sóng hiệu dụng mơi trường ngẫu nhiên)(John 1991) [24] 1.2.Một số lý thuyết Nghiên cứu sở lý thuyết hoạt động laser ngẫu nhiên đóng vai trị quan trọng giúp hiểu rõ chất tượng Lý thuyết laser ngẫu nhiên đến nhiều nhà khoa học nghiên cứu Tuy nhiên, giới hạn luận văn này, đưa số sở lý thuyết tiêu biểu số tác giả 1.2.1 Lý thuyết phụ thuộc thời gian Lý thuyết phụ thuộc thời gian laser ngẫu nhiên liên kết hệ phương trình Maxwell với hệ phương trình tốc độ mật độ điện tích [22] Mơi trường kích thích hoạt động theo chế độ mức lượng Nhờ trình bơm, hệ nguyên tử mức dịch chuyển lên mức Tại mức 3, hệ nguyên tử chuyển không xạ xuống mức với số thời gian  32 đay không chuyển tự phát xuống mức mức thuộc loại mức siêu bền Bức xạ laser xuất dịch chuyển với tần số  a số thời gian  21 Mức gần với mức có liên kết quang với mức Vì vậy, xạ tự phát từ mức xuống mức qua q trình tích mà chuyển xuống mức Quá trình dịch chuyển từ mức LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com He so khuech dai 1.6 n1 n2 n3 1.4 1.2 n[a.u] 0.8 0.6 0.4 0.2 10 20 30 40 50 t[ns] 60 70 80 90 100 Hình 3.1: Đồ thị ni(t) Các đại lượng đặc trưng cho đường cong ni(t) trình bày bảng sau: Bảng I1m (au ) T1m (ns) 1 (ns) I m (au) T2 m (ns)  (ns) I 3m (au) T3m (ns) 3 (ns) 1.1453 5.3572 90.6430 1.3566 5.0435 94.7608 1.0609 5.2698 98.6855 Ở i (au) :là độ rộng xung phát Tim (au ) : thời gian để mode phát thứ i đạt giá trị cực đại I im (au ) : mật độ photon cực đại mode thứ i Nhìn vào đồ thị 3.1 có nhận xét sau đây: - Khi bơm kích thích có dạng xung laser ngẫu nhiên cho mode phát có dạng xung - Mật độ photon mode phát laser có xung bơm tác dụng lúc đầu tăng dần, đạt cực đại sau giảm dần 39 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com - Thời gian để mode đạt cực đại xung khác khác Cụ thể là: Ở thời điểm ban đầu mode phát laser gần xuất đồng thời, mật độ photon chúng tăng lên Sau mode tương tác với nhờ hiệu ứng photon hopping nên có lượng photon mode nhảy sang mde làm số photon mode tiếp tục tăng ( thời gian xảy hiệu ứng ngắn) mật độ photon mode mode giảm xuống Các tham số đặc trưng cho xung phát nói thay đổi tham số động học laser ngẫu nhiên thay đổi Ở phần nghiên cứu sâu ảnh hưởng số tham số laser, xung bơm lên tham số đặc trưng xung phát như: -Độ rộng xung phát: i (au) -Thời điểm để mode phát thứ i đạt giá trị cực đại: Tim (au) -Giá trị cực đại mật độ photon phát thứ i: I im (au) 3.4 Khảo sát ảnh hưởng tham số 3.4.1.Ảnh hưởng tham số khuếch đại Để xét ảnh hưởng tham số khuếch đại lên hoạt động laser, xét thông số nhỏ như: T ,  01,  02 3.4.1.1 Ảnh hưởng T Chúng giữ nguyên giá trị tham số khác thay đổi T với giá trị khác thu bảng số liệu đồ thị tương ứng trình bày hình 3.2;3.3;3.4;3.5;3.6;3.7 Bảng 2: T I1m (au ) T1m (ns) 1 (ns) I m (au) T2 m (ns)  (ns) I 3m (au) T3m (ns) 3 (ns) 1.1520 4.8552 90.0192 1.3644 4.5364 94.1195 1.0666 4.7522 98.0133 1.1470 5.2176 90.5347 1.3587 4.9107 94.6132 1.0624 5.1270 98.5765 1.1453 5.3572 90.6430 1.3566 5.0435 94.7608 1.0609 5.2698 98.6855 40 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 1.1443 5.4317 90.8021 1.3555 5.1360 94.7910 1.0601 5.3511 98.7378 10 1.1437 5.4772 90.8032 1.3548 5.2104 94.9274 1.0596 5.3986 98.8008 12 1.1433 5.5093 90.8342 1.3543 5.2538 94.9288 1.0592 5.4317 98.8176 He so khuech dai He so khuech dai 1.6 1.6 n1 n2 n3 1.4 n1 n2 n3 1.4 1.2 1 n[a.u] n[a.u] 1.2 0.8 0.8 0.6 0.6 0.4 0.4 0.2 10 20 30 40 50 t[ns] 60 70 80 90 100 Hình 3.2: Đồ thị với T  0.2 10 20 30 40 50 t[ns] 60 70 80 90 100 Hình 3.3: Đồ thị với T  He so khuech dai He so khuech dai 1.6 1.6 n1 n2 n3 1.4 n1 n2 n3 1.4 1 n[a.u] 1.2 n[a.u] 1.2 0.8 0.8 0.6 0.6 0.4 0.4 0.2 10 20 30 40 50 t[ns] 60 70 80 90 0.2 100 Hình 3.4: Đồ thị với T  10 20 30 40 50 t[ns] 60 70 80 90 100 Hình 3.5: Đồ thị với T  He so khuech dai He so khuech dai 1.6 1.6 n1 n2 n3 1.4 n1 n2 n3 1.4 1.2 1 n[a.u] n[a.u] 1.2 0.8 0.8 0.6 0.6 0.4 0.4 0.2 10 20 30 40 50 t[ns] 60 70 80 90 0.2 100 10 20 30 40 50 t[ns] 60 70 80 90 100 41 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Hình 3.6: Đồ thị với T  10 Hình 3.7: Đồ thị với T  12 Nhận xét: Từ bảng số liệu (bảng 2) với đồ thị 3.2, 3.3, 3.4, 3.5, nhận thấy rằng: Khi giá trị T lớn thời gian để mode đạt giá trị cực đại tăng lên, cường độ xung thu I i max bị giảm đi, đồng thời độ rộng xung phát i lại tăng lên 3.4.1.2 Ảnh hưởng  01 Khi ta cho  01 tăng lên hay giảm so với giá trị ban đầu thông số khác giữ nguyên ta thu bảng số liệu đồ thị tương ứng chúng sau: Bảng 3:  01 I1m (au ) T1m (ns) 1 (ns) I m (au) T2 m (ns)  (ns) I 3m (au) T3m (ns) 3 (ns) 0.1 1.1438 5.4766 90.7118 1.3550 5.2052 94.9299 1.0599 5.3640 98.8196 0.5 1.1445 5.4214 90.7012 1.3558 5.1547 94.9239 1.0604 5.3247 98.7541 0.9 1.1453 5.3572 90.6430 1.3566 5.0430 94.7608 1.0609 5.2698 98.6855 1.3 1.1466 5.2478 90.6363 1.3582 4.9400 94.5663 1.0620 5.1595 98.6252 1.7 1.1494 5.0561 90.4110 1.3612 4.7670 94.2594 1.0664 4.9754 98.3553 2.1 1.1525 4.8282 90.2135 1.3646 4.5833 93.9855 1.0669 4.7994 98.1540 42 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com He so khuech dai He so khuech dai 1.6 1.6 n1 n2 n3 1.4 n1 n2 n3 1.4 1 n[a.u] 1.2 n[a.u] 1.2 0.8 0.8 0.6 0.6 0.4 0.4 0.2 10 20 30 40 50 t[ns] 60 70 80 90 0.2 100 Hình 3.8: Đồ thị với  01  0.1 10 20 30 40 50 t[ns] 60 70 80 90 100 Hình 3.9: Đồ thị với  01  0.5 He so khuech dai 1.6 He so khuech dai 1.6 n1 n2 n3 1.4 1.2 1.2 n[a.u] n[a.u] 0.8 0.8 0.6 0.6 0.4 0.4 0.2 n1 n2 n3 1.4 10 20 30 40 50 t[ns] 60 70 80 90 0.2 100 Hình 3.10: Đồ thị với  01  0.9 10 20 30 40 50 t[ns] 60 70 80 90 100 Hình 3.11: Đồ thị với  01  1.3 He so khuech dai He so khuech dai 1.6 1.6 n1 n2 n3 1.4 n1 n2 n3 1.4 1.2 1 n[a.u] n[a.u] 1.2 0.8 0.8 0.6 0.6 0.4 0.4 0.2 10 20 30 40 50 t[ns] 60 70 80 90 0.2 100 Hình 3.12: Đồ thị với  01  1.7 10 20 30 40 50 t[ns] 60 70 80 90 100 Hình 3.13: Đồ thị với  01  2.1 43 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Nhận xét: Nhìn vào bảng đồ thị tương ứng thấy  01 tăng lên I1max, I2max I3max tăng tăng chậm Đồng thời ta thấy thời gian đạt giá trị cực đại Timax độ rộng xung bơm i giảm dần 3.4.1.3.Ảnh hưởng  02 Với cách làm tương tự thay đổi  02 có; Bảng 4:  02 I1m (au ) T1m (ns) 1 (ns) I m (au) T2 m (ns)  (ns) I 3m (au) T3m (ns) 3 (ns) 0.1 1.1421 5.5717 91.0336 1.3532 5.2958 95.0745 1.0583 5.4936 100.0539 0.5 1.1431 5.5102 90.8577 1.3542 5.2073 94.8733 1.0590 5.4249 98.8994 0.9 1.1441 5.4216 90.7837 1.3555 5.1453 94.7503 1.0600 5.3416 98.7700 1.3 1.1453 5.3572 90.6430 1.3566 5.0430 94.7308 1.0609 5.2698 98.6855 1.7 1.1466 5.2652 90.5467 1.3580 4.9524 94.6637 1.0620 5.1770 98.5597 2.1 1.1597 4.3396 88.7601 1.3744 3.8779 92.8555 1.0735 4.2139 96.9063 He so khuech dai He so khuech dai 1.6 1.6 n1 n2 n3 1.4 n1 n2 n3 1.4 1.2 1 n[a.u] n[a.u] 1.2 0.8 0.8 0.6 0.6 0.4 0.4 0.2 10 20 30 40 50 t[ns] 60 70 80 90 Hình 3.14: Đồ thị với  02 =0.1 0.2 100 10 20 30 40 50 t[ns] 60 70 80 90 100 Hình 3.15: Đồ thị với  02 =0.5 44 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com He so khuech dai 1.6 He so khuech dai 1.6 n1 n2 n3 1.4 n1 n2 n3 1.4 1.2 1.2 n[a.u] n[a.u] 0.8 0.8 0.6 0.6 0.4 0.4 0.2 0.2 10 20 30 40 50 t[ns] 60 70 80 90 100 Hình 3.16: Đồ thị với  02 =0.9 10 20 30 40 50 t[ns] 60 70 80 90 100 Hình 3.17: Đồ thị với  02 =1.3 He so khuech dai He so khuech dai 1.6 1.6 n1 n2 n3 1.4 n1 n2 n3 1.4 1.2 1 n[a.u] n[a.u] 1.2 0.8 0.8 0.6 0.6 0.4 0.4 0.2 10 20 30 40 50 t[ns] 60 70 80 90 Hình 3.18: Đồ thị với  02 =1.7 0.2 100 10 20 30 40 50 t[ns] 60 70 80 90 100 Hình 3.19: Đồ thị với  02 =2.1 Nhận xét: Nhìn vào bảng kết thu đồ thị tương ứng ta thấy  02 tăng lên I1max, I3max tăng tăng chậm I2max tăng nhanh Đồng thời ta thấy thời gian đạt giá trị cực đại Timax độ rộng xung bơm i giảm dần 3.4.2 Ảnh hưởng hệ số mát  * Khi thay đổi hệ số mát  cụ thể cho  tăng dần lên thu kết sau: 45 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Và cho T =2, giữ nguyên giá trị tham số bảng Bảng  I1m (au ) T1m (ns) 1 (ns) I m (au) T2 m (ns)  (ns) I 3m (au) T3m (ns) 3 (ns) 0.01 1.1520 4.8552 90.0192 1.3644 4.5364 94.1195 1.0666 4.7522 98.0133 0.02 1.1058 4.2151 48.6709 1.3146 3.9657 50.4558 1.0285 4.1435 52.4527 0.03 1.0688 3.8456 34.6388 1.2744 3.5629 35.7225 0.9975 3.7803 37.1266 0.04 1.0375 3.5764 27.4280 1.2406 3.3090 28.1812 0.9712 3.5130 29.2617 0.05 1.0105 3.3727 23.0430 1.2111 3.1249 23.6080 0.9483 3.3160 24.4871 0.06 0.9587 3.0751 17.8943 1.1612 2.8435 18.1904 0.9095 3.0275 18.8978 He so khuech dai He so khuech dai 1.6 1.6 n1 n2 n3 1.4 1.2 1 n[a.u] n[a.u] 1.2 0.8 0.8 0.6 0.6 0.4 0.4 0.2 n1 n2 n3 1.4 10 20 30 40 50 t[ns] 60 70 80 90 0.2 100 Hình 3.20: Đồ thị với  =0.01 10 20 30 40 50 t[ns] 60 70 80 90 100 Hình 3.21:Đồ thị với  =0.02 He so khuech dai He so khuech dai 1.6 1.6 n1 n2 n3 1.4 n1 n2 n3 1.4 1 n[a.u] 1.2 n[a.u] 1.2 0.8 0.8 0.6 0.6 0.4 0.4 0.2 10 20 30 40 50 t[ns] 60 70 80 Hình 3.22: Đồ thị với  =0.03 90 100 0.2 10 20 30 40 50 t[ns] 60 70 80 90 100 Hình 3.23:Đồ thị với  =0.04 46 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com He so khuech dai He so khuech dai 1.4 1.4 n1 n2 n3 1.2 n1 n2 n3 1.2 0.8 0.8 n[a.u] n[a.u] 0.6 0.6 0.4 0.4 0.2 0.2 0 10 20 30 40 50 t[ns] 60 70 80 90 100 Hình 3.24: Đồ thị với  =0.05 0 10 20 30 40 50 t[ns] 60 70 80 90 100 Hình 3.25: Đồ thị với  =0.06 Nhận xét: Nhìn vào bảng kết thu đồ thị tương ứng ta thấy  tăng lên I1max, I2max I3max giảm nhanh Đồng thời ta thấy thời gian đạt giá trị cực đại Timax độ rộng xung bơm i tương ứng giảm nhanh Điều giải thích hệ số mát tăng theo hàm bậc thời gian nên hệ số mát tăng tất đại lượng giảm đáng kể Để thấy rõ biến đổi ta xét tiếp giá trị tương ứng thay đổi  với T =6 Bảng  I1m (au ) T1m (ns) 1 (ns) I m (au) T2 m (ns)  (ns) I 3m (au) T3m (ns) 3 (ns) 0.01 1.1453 5.3572 90.6430 1.3566 5.0435 94.7608 1.0609 5.2698 98.6855 0.02 1.0936 4.6991 49.4127 1.3004 4.4705 51.3542 1.0180 4.6385 53.2945 0.03 1.0519 4.3240 35.3282 1.2543 4.1042 36.5889 0.9829 4.2713 37.9363 0.04 1.0166 4.0565 28.2265 1.2152 3.8281 29.0635 0.9528 3.5271 30.0989 0.05 0.9859 3.8507 23.8521 1.1810 3.6385 24.4661 0.9265 3.8112 25.3470 0.06 0.9342 3.5446 18.7205 1.1232 3.3430 19.0952 0.8817 3.5121 19.7603 47 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com He so khuech dai He so khuech dai 1.6 1.6 n1 n2 n3 1.4 n1 n2 n3 1.4 1.2 1 n[a.u] n[a.u] 1.2 0.8 0.8 0.6 0.6 0.4 0.4 0.2 10 20 30 40 50 t[ns] 60 70 80 90 0.2 100 Hình 3.26:Đồ thị với  =0.01 10 20 30 40 50 t[ns] 60 70 80 90 100 Hình 3.27:Đồ thị với  =0.02 He so khuech dai 1.6 He so khuech dai 1.6 n1 n2 n3 1.4 n1 n2 n3 1.4 1.2 1.2 n[a.u] n[a.u] 0.8 0.8 0.6 0.6 0.4 0.4 0.2 10 20 30 40 50 t[ns] 60 70 80 90 0.2 100 Hình 3.28:Đồ thị với  =0.03 10 20 30 40 50 t[ns] 60 70 80 90 100 Hình 3.29:Đồ thị với  =0.03 He so khuech dai 1.4 He so khuech dai 1.4 n1 n2 n3 1.2 n1 n2 n3 1.2 1 0.8 n[a.u] n[a.u] 0.8 0.6 0.6 0.4 0.4 0.2 0.2 0 10 20 30 40 50 t[ns] 60 70 80 90 100 Hình 3.30: Đồ thị với  =0.05 10 20 30 40 50 t[ns] 60 70 80 90 100 Hình 3.31: Đồ thị với   0.06 48 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Nhận xét Nhìn vào bảng kết thu đồ thị tương ứng thấy: -Xu hướng biến đổi đại lượng Iimax,Timax i tăng T Tuy nhiên: Ở giá trị T lớn giá trị đại lượng Timax, i tăng so với giá trị có T nhỏ giá trị hệ số mát  ngược lại giá trị Iimax thấp Điều cho thấy độ rộng xung bơm mở rộng ( T tăng) hoạt động laser ngẫu nhiên mát lớn không tốt cần phải hạn chế mát ( để  i giảm ) trường hợp 49 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Kết luận chung Trên trình bày số kết thu khảo sát hoạt động laser ngẫu nhiên phát ba mode trường hợp có phụ thuộc thời gian hai hệ số: Hệ số khuếch đại  i hệ số mát  i Từ kết chúng tơi có nhận xét chung sau: Các kết phù hợp với giả thiết xung bơm có dạng Gauss mát tăng tỷ lệ thuận với thời gian hoạt động laser So với trường hợp xét riêng phụ thuộc thời gian hệ số khuếch đại trường hợp hệ số mát  i thay đổi theo thời gian đường cong ni(t) khơng có miền đường cong bão hòa (xem kết luận án Lê Ngọc Anh bảo vệ năm 2009) Điều ta hiểu mát tăng theo thời gian hoạt động laser lâu, cường độ mật độ photon phát giảm Khi tăng giá trị hệ số khuếch đại  i ,trong trường hợp hệ số mát tăng theo thời gian cường độ mode tăng chậm Điều chứng tỏ số photon bị khuếch đại không tăng cường cho mode mà bị dido nhiều nguyên nhân khác dẫn đến cường độ mode tăng nhanh trường hợp hệ số mát không đổi Do thời gian có hạn chúng tơi chưa xét đến thay đổi hệ số laser khác hệ số liên kết trường  ij hay hệ số photon hopping  ij thay đổi đường cong ni(t) biến đổi để dự đoán trường hợp laser ngẫu nhiên phát ba mode có đại lượng đặc trưng đường cong mode phát tối ưu Với vận dụng ngơn ngữ lập trình matlab khảo sát hoạt động laser ngẫu nhiên phát ba mode luận án cho phép chúng tơi tin tiếp tục sử dụng để giải toán định trường hợp laser ngẫu nhiên phát đa mode Những điều nêu hướng nghiên cứu sau laser ngẫu nhiên 50 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Tài liệu tham khảo Ambartsumyan R V, Basov N G, Kryukov P G and Letokov V S (1966), IEEE J.Quantum Electron (2) Ambartsumyan R V, Basov N G, Kryukov P G and Letokov V S (1967), Sov Phys.-JETP (24) Ambartsumyan R V, Basov N G, Kryukov P G and Letokov V S (1967), Sov Phys.-JETP (24) Ambartsumyan R V, Basov N G and Letokov V S (1968), Sov Phys.-JETP (26) Ambartsumyan R V, Bazhulin SP, Basov N G and Letokov V S (1970), Sov Phys.-JETP (31) Balachandran R M and Lawandy N M(1995), Opt.Lett(20) Balachandran R M and Lawandy N M(1997),Opt.Lett(20) Beckering G,Zilker S J and Haarer D (1997),Opt.Lett(22) Beenakker C W J (1998), Phys.Rev.Lett(81) 10 Berger G A,Kempe M and Genack A Z (1997), Phys.Rev.E(56) 11 Cao H (2003) Waves Random Laser(13) 12 Cao H,Ling Y,XU J Y, Cao C Q, Kumar P(2001), Phys.Rev.Lett(86) 13 Cao H,Ling Y,XU J Y, Chang S-H, Ho S T (2000), Phys.Rev.Lett(61) 14 Cao H,Ling Y,XU J Y,Chang S-H, Ho S T, Seelig E W,Liu X,Chang R P H(2006) Phys.Rev.Lett(84) 15 Cao H,Xu J Y,Seelig E Wang Chang R P H(2000), Phys.Rev.Lett(76) 16 Cao H,Zhao Y G, Liu X, Seelig E W and Chang R P H(1999),Appl Phys.Rev.Lett(75) 17 Cao H,Zhao Y G, Ong H C and Chang R P H (1999) , Phys.Rev.Lett(59) 18 Cao H,Zhao Y G, Ong H C, Ho S T,Dai I J, Wu J Y and Chang R P H(1999), Appl Phys.Rev.Lett(73) 19 de Oliveira P C, Mc Greevy J A, Lawandy N M (1997), Opt.Lett(22) 51 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 20 Gouedard C, Husson D, Sauteret C,Auzel F and Migus A (1993), J.Opt.Soc AmB(10) 21.Hackenbroich G, viviescas C and Haake F (2002), Phys.Rev.Lett.(89) 22.Jiang X and Soukoulis C M (2000), Phys.Rev.Lett.(85) 23.Jiang X and Soukoulis C M (2002), Phys.Rev.Lett E(65) 24.John S (1991) Phys Today (44) 25 John S and Pang G(1996), Phys.Rev.A(54) 26 Lawandy N M(1994), Photon.Spectra (28) 27 Lee K, Lawandy N M(2002), Opt Commun(203) 28.Letokhov V S (1968), Sov Phys.-JETP (26) 29.Liu B, Yamilov A, Ling Y, Xu J Y, Cao H A(2003), Preprint cond-mat 30.Markushev V M, Ter-Garielyan N E, Briskina Ch M, Be lan V R and Zolin V F (1990), Sov.J Quantum Electron (20) 31.Markushev V M, Zolin V F and Briskina Ch M (1986), Sov.J Quantum Electron (20) 32.Noginov M A, Egarievwe S U, Noginova N E, Caulfied H J and Wang J C (1999), Opt Mater (12) 33.Noginov M A, Egarievwe S U, Noginova N E, Caulfied H J and Wang J C (1998), Opt Soc.Am B (15) 34 Noginov M A, Noginova N E, Egarievwe S U, Caulfied H J, Cochrane, Wang J C , Kokta M R and Paitz J (1998), Opt Mater.Am B (10) 35.Noginov M A, Noginova N E, Egarievwe S U, Caulfied H J, Venkateswarlu P, Thompson T, Mahdi M and Ostroumov V (1996), J Opt Soc Am B (13) 36.Sha W L, Liu C-H and Alfano R R (1994), Opt.Lett.(19) 37.Sha W L, Liu C-H, Liu F and Alfano R R (1996), Opt.Lett.(21) 38.Siddique M, Alfano R R, Berger G A, Kempe M and Genack A Z (1996), Opt.Lett.(21) 39.Siegman A (1986), Lasers (Mill Valley, CA: University Science Books) 40.Soukoulis C M, Jiang X, Xu J Y and Cao H (2002), Phys Rev B (65) 52 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 41 Taflove A (1995), Computational Electodynamics: the Finite-Difference Time Domain Method (Boston, MA: Artech) 42.Taniguchi H, Tanosaki S, Tsujita K, Inaba H (1996), IEEE J Quantum Electron (32) 43.Ter-Garielyan N E, Markushev V M, Belan V R, Briskina sh M, Dinitrova O V, Zolin V F and Lavrov A V (1991), Sov.J Quantum Electron (21) 44 Totsu ka K, van Soet G, Ito T, Lagendijk A and Tomita M (2000),J Appl Phys (87) 45.Van Soet G, Lagendij A (2002), Phys Rev (65) 46 Van Soet G, Poelwijk F J, Sprik R and Lagendijk A (2001), Phys Rev Lett.(86) 47 Van Soet G, Tomits M, Sprik R and Lagendijk A (1999), Opt Lett.(86) 48.Vanneste C and Sebbah P (2001), Phys Rev Lett.(87) 49Xunya Jiang, Soukoulis C M, Songlin Feng, Joannopoulos J D and Cao H (2004), Phys Rev Lett.(69) 50.Wiersma D (2000), Nature (406) 51 Wiersma D , Cavalieri (2001), Nature (414) 52.Wu X, Chang P H, Yamiov A, Cao H (2003), Vol 21, No01 53 Wu X,Yamilov A, Liu X, Lis Dravid P V, Chang P H and Cao H (2004), Phys Lett Vol 85, No 07 54.Zhang Z Q (1995), Phys Rev 55 Physical Review A 75, 063820 (2007) 56 Solid state laser enginneering, Walter Koechner, NXB: Springer (2007) 57 Lê Ngọc Anh (2008), ảnh hưởng tham số khuếch đại lên hoạt động Random laser phát ba Mode, Luận văn thạc sĩ khoa học, Trường Đại học Khoa học Tự Nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội 53 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ... phát ba mode ổn định Tên đề tài luân văn :? ?Ảnh hưởng số tham số laser lên cường độ mode Radom laser phát ba mode? ?? Ngoài phần mở đầu, phần kết luận danh mục tài liệu tham khảo, nội dung luận văn. .. Thị Bến ảnh h-ởng số tham số laser lên c-ờng độ mode random laser phát ba mode Chuyên ngành: Quang học MÃ ngành: 60 44 11 Luận văn thạc sĩ khoa học ng-ời h-ớng dẫn khoa học: gs.tsKH Đinh Văn Hoàng... đại mật độ photon phát thứ i: I im (au) 3.4 Khảo sát ảnh hưởng tham số 3.4.1 .Ảnh hưởng tham số khuếch đại Để xét ảnh hưởng tham số khuếch đại lên hoạt động laser, xét thông số nhỏ như: T , 