1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

Luận án phó tiến sỹ " Điều kiện tối ưu và thông số đồng dạng của một loại laser hỗn hợp 2 khí " docx

17 325 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 17
Dung lượng 4,5 MB

Nội dung

TFU10NG . &~I HOC TONG HQP THANH PH6 HO CHi MINH TRAN .TUAN OIEU K'~N TO' lfU VA THONG SO DONG D~NG CUA MOT LO~I LASER HON HQ"P 2 KHI QUANG HOC- 10218 16M TATLUk.NAN PH6 TlEN sT KHOA HOC ID~~~i; III \"'d"_"'-"'" " " ,, ~ \ ; , . ' " ' 1 I , 1 q, " .~ r-~-~' '~' . -~ THANH PHO Hb CHI MINH- 1986 . -\ CONG TRINH &UOC HOAN THANH 'iAL~~~'~_d TRUONG e~1 HOC TONG HQP TP Hb C.HrL- MINH-¥ ' NgU'ai hU'ang don khoa hQc: NGUYEN HO'U CHI, Pho Tien s7, Giao suo I. NgU'ai nh{m xet 1 : &INH VAN HOANG, Tien s7, Giao suo I. NgU'ai nh9n xet 2: T ~ vAN TUAN,Pho Tien sT. Co quan nh9n xet: Phon vi~n Khoa hQc Vi~t Nam. lu9n an se dU'gc boo v~ iQi H9i d6ng thOrn lu9n an Nha ""~at hQp tQi vao hoi gia, ngay thang nOm 1986. Co th~ tim hi~u lu9n an tQi ThU'vj~n TrU'ang &Qi HQc T6n9 H9P Thanh ph6 Ho Chi Minh. " )0 A &~T VAN 9t. V9' Iy laser 'rang may chvc: nC'lmg~n day pha' tri~n r6t nhieu, nhU'ng"!u trung co th~ chia lam 2 lann vlfe:' (i) Tim cae dge frU'ng d9ng hQe va d9C trU'ng khuech dQi e~a mol trU'o-nghoQt tinh. (ii) Xae dinh d<;1ctrU'ng cuo quafrinh phat va nhi}ng dQC trU'ng CUObCre XQphat d6i voi mo; trU'crnghoQt tlnh eho tnrac. VEin de thCr2, ph", thuge nhieu ve Iy thuyet h~ e9ng hU'ang, con van de thCr nhEit - moi trU'crng hoQt tfnh. a6i vai laser khf, moi trU'o-nghoQt tlnh thlfc chEif la trQng thai plasma. Trong nhfrng ni]m gan day, vi~c nghien eCrucac thong 56 co ban cuo plasma Irong laser d~ dieu khi~n eong suEit phaf da Ira nen quon trQng. Tuy nhien vi chU'a xac djnh dugc qui lu{tt dong dQng, nen phon Ian cae eong trinh deu . du-ng IQi a duo-ng cong thlrc nghi~m voi cac thong 56 v9t Iy cho trU'crc, cua tu-ng vQch ph61 laser. . Qui lu{1tdong dQng trong IrU'crng hgp t5ng quat rEit phCrc tQP va cO tn§ khong ton 1<;11,vi v{ly cong trinh nay tren co sa phon tfch cae qua trlnh can bang dl}ng hQc va nhi}ng qua trlnh co ban trong plasma ph6ng di~n khf d~ xae djnh b&ng Iy thuyet nhfrng thong s6 dong dQng eua loser khf, a dieu ki~n t6i U'u, trong do co ch~ kfch thfeh mCrc laser tren b&ng va ch<;tmkhong dim hoi 10Qi2 dong val fro chu yeu. Ket qua nh{1n dU'gc cuo cong trion nay khong nhi}ng gap phon giai thfen co chg hoQt d909 cuo 10Qilaser tren, ma con co th~ dung cae bi~u thll'C cua chung d~ xac dinh cac thong s6 v9t Iy trong che tQo cung nhU'Slr dvng. B N9\ DUNG lU~N AN. lu{tn an gom 3 pheln chu yeu. I - Phan t6ng quem t6ng kef co phon Hch nhi}ng c6ng frinn nghien cCruve mol trU'crng h09t Ifnh cuo laser khi, d~ lam co Sa eho vi~c kneo sat cae qua trinn co ban, eung nhU' Cae qua trinh d9ng hQe trong c{>tdU'O'ngplasma loser vai eac n9i dung sou: 2 - Tom hr<?,e cae qua trinh kich thich ehu yeu trong moj trU'ong ho<;lttlnh cuo laser khf I qua trinh kich thich do va chQm di~n flr i va ehQm khong dan hoi 10Qi2 e9ng hU'ong, qua frinh chuy~n di~n tich va ion 1'100penning - Phon tich Iy Ihuyet va Ihllc nghi~m v~ tiet di~n va chQm khong dan hoi cuo cac qua lrinh kkh thich noi tq?md6i vb' Iaser hen hgp 2 khi. - Khao sat ham phon b6 theo v{m toe cuo di~n tli va m9t so h~ qua quon trc;>ngcuo phU'ong trinh Boltzmann sur '9ng: phU'ong trInh can b&ng hQI, djnh lu{11dong dQng va dong i il{ khutkh tan va d9 linh 09ng cuo hQt trong di~u ki~n khf Lorentz. - Phon Ifch cac qua trinh 09ng hQc cuo laser He-Ne va laser ion hoi kim 10Qi o~ xac djnh co che kich thich chu y'u cuo cac mlrc laser tren va dU'ai. I 1 Phan Ihl{c hanh : Boy la phan trQng tam cuo ban lu{1nvan. B&ngphon tich Iy thuyet tong Irlnh da 11mdU'gc qui lu{1td6ng dc;mg d{lc trU'ng cho loQi laser khf noj tren 0 che d9 phal toi U'u.N9i dung nghien ClrUboo gom: I. Phon loQi laser Iheo co the - laser vai va chQm knong dan kfch thich mlrc laser tren:- hOi10Qi2 c9r.g hU'ong (L~) Ao + 8m -+ At + Bo + 6E ; (I) 0 do A,B nguyen tli khf co ban va -khl-d~m i ky hi~u o,m,t trQng thai co ban, siau ben, kfch thleh (mlrc laser tren), 6E - bien dbi n9i nang cuo h~ .VI dV laser He.Ne co 3 "Qch ph6t lU'ong lrng vai cac chuy~n mlrc 352 - 3P4 ( ~390nm), 2s2 - 2p4 l1150nm)va 352- 2p4(632,8nm). - Laser vbi va chQmion hoo Penning (loP). + Ao + 8m - Bo~ At +e; (2) ~ . + a d6, At - m(rc ion kith thfch, vi dv trong laser ion hO'ikim loQi nhD'ng m(rc 3d'14s~ cuo InlI, 4d9 5s:l cua CdII / 6p cua SolI - Laser vai qua trlnll chuy~n di~n Hcll (L.C) + + Ao + Bi -At + 80 + 6.E; (3) + a do, Bi ion khf d~m a trQng thai cooban, trong tr"ong hgp + + nay At ntlm g(}n m(rc Bi / vi dv trong laser ion hO'ikim 10Qi nhCi'ngm(rc thu9c nhom 3dl0 nx cua lnll ,4dl0 nx cua CdII, 5s:l5p3 (200) cuo 10dIl. 2Phat tri~n Iy thuy~t Shottky vai tr"ong hgp tdng quat: H6n hgp n chol khi co chu Y cac 10Qi vo chQm ion hoa khat nIl" ion hoa tlrng b{lc, ion hoa Penning, chuy~n di~n tich v.v .!lr dieu ki~n m{lt d9 nguyen tv sieu bell nm khong phI,' thu9c VQOban kinh r: .,J, ~m~ Dm > 100 (4) a do. IJm - xac xuot pha vcrnm do va chQmdi~n tv, Om -h~ so khua ch tan cua nguyen IVsieu ben, la nh{ln d"gc ph"O'ng trinh can btlng hQt mang di?n trong c9' d"O'ng plasma nIl" sau: " £k on ~k (2/405)2 " - R2 kT e e (5) L k=1 a do; Zk ~k - v9n toe ion hoa va d9 linh d?ng cua ion khf k, a dieu ki~n plasma kh6ng co qua trlnh 2 bQCthl kef qua se trung '/aj Iy thuyat Sh~l!ky vai n = I, va trung vai Iythuyet Dorgela vai n == 2. 3. NhQnd"9c dieu kj~ndang dQng cua plasma phong di~n khi, khi co qua trlnh 2 b{1c. .4 M9t thong so v{lt Iy bot ky !rong laser khi deu phv thuge nhieu thong so khae. PhU'ong phap dong dc;mg eho to sop x~p cae so li~u 6y m9t each hgp Iy nhat, don gian nh6r. .Trong plasma ph6ng di~n Ihong thU'ong do c6 qui lu{lt dong dQng, ve dong, vai gia thi~t co ban la trU'ong th~ IQi 2 di~m tlTong Ilng trong ph6ng di~n 10 b6t bien. Qui .Iu{lt d6 khong ap dvng dlTgc tho laser khf, vi 6 day phai c6 dinh nghTa khat trU'ac tong su6t phat la bat bien. Tli qui lu{lt nay do rut ra dU'gc : CJ(= f (1;,Ne /P) (61 a d6 CJ(-nOng lU'gng trung binh bj m6t do t6t co va cua dl~n Ilr, c -nOng lU'gng trung binh cua di~n tlr, Ne d9 di~n Ilr, p -ap su6t. Tli h~ thlic (6) tho to kh&ng dinh rang, ngay co ktli di~n trlTong rut- gQn E/p giong nhau trong 2 ph6ng di~n, thi' v9n roC di~n Ilr chi bang nhau khi khong c6 qua trinh 2 b{lc:,' hay c6' qua Irinh 2 b{lc , nhU'ng Ne /p la dQi IlTgng b6t bf~n 4. Xu6t phat tli phU'ong Irinh d9ng hQc tong trinh do tim dlTgc dieu ki~n toi U'u va cac thong so dong dQng cua loQi laser khi n6i tren. 01 M{li d9 dao 19n lei U-u(D,Nlopt Mal do dao Ion eua laser dU'oe xae dinh b6i: . ehQm - mQt gt D,N= INt - - Ncf) 9d (7) a d6, gt ' dd ' Nt ' Nd -trQng Iu-gngth6ng ke va mQt d9 don so tlTong Ilng vai mile laser tren (t) va mile laser du-ai (d), Nt ,Nd dU'ge xae dinh tlic{lp phU'ong trinh v{ln toe, va bang:' / eB ) / BA ) . Nt =Ne NoA NoB \Qom ve \Qt vr tZmB-/Wgt (8) 5 ,Nd=N2eNoA(Q~t va) (Qilve)CGjA/Wgd vai NoA ' NoS ~rTI{1t d9 khf eo bon (A) va khf d~m (8) a tr~mg thai co bon (0) . , Wet ' Wgd ~,!x6'c,'su~t siam kfch thfCh eae' mc,e laser; ~iX - thai sian s6ng cua nguyen tu-Xa mere i; / . . Q~X v ) - hbng so v{1ntoc kfch thfch nguyen tu- X tlr merc \ If e . i I~n merc i do va chQm di~n tu-, (p~A YT)-hbng so V{1:1toe kfch thfch merc ~a$er tre~ _,(f)do , (9) va chQm khang dan hoi loQi 2, Tu- di~u ki~n ClfC trj va m{1t d9 di~n tu-: l) (,6,N) = 0 -l)N . , (101 ,'" - fa 'nh{in dirgc: (" ) "\y ~d Wed (2,405)2DljA (Q~A VT) \Q~8ve) , " We I Blol'l= K~;-iJ):t(~R)~f~ ~A:T)-(QiA v.T( Qid' v.) k ,., ,; )' " 0, do, t<-tt _soap suet rieng phbn; Dl'A -h~ so khuy~ch ton cila '" I . kM-A a ti'Qng thai nO'ngIlTgngi,'a diau' kj~n chubn r = 273 K, P = I torr. N~u ham phon bo theo nOne IlTgng cua di~n IIi la M tixwellthi cae; h&ng so v{1ntoc kfch Jhfch va ion hoa ng~JY'~n ili la nhO'n g ham.o cud nhiet do dien t~ T ,do do (N ip ) t . , "e e op 6 ehi thuge voo m9t dQi h'Q'ng duy nh6t 10 Te' (Ne / p)opt = f (Tfit ) (f 2) Thay (II) voo (7) to nh{m dl1Q'em9t d9 dao 19n toi I1U: 12,405)2W gd ' K2 ( A N R 2 ) - - Dl' A - Q(T e ) W . opt - -2 (Wgt)2 I (K+I) (13) a d6, / BA \ / e8 ) 2 \Qt .VT / \Qm ve \LQ:A VT)(QjA v.) (Qj: ve) k Trong eae bi~u thlrC (II), (13), (14)d6i vai vQch phat laser (L.R) i 10 mlrC sieu ben 1m);d6i vai eae vQeh phat laser (L.P). (' .CI i 10 mlre eo ban ion (i). b) Nhi~t d9 di~n tir t6i I1U. Tu- bi~u there (13), c6 th~ rut ra dl1ge 2 h~ qua quan trQng IOU day: . - 1/ Val K eho trU'ae m9t d9 dao 19n toi I1U (LlN. R2)Opt Itlnh theo don vi lCR2)chi ph.,. thu9C voo me}tthong so duy nh6t 10 10,neu ham phon bo theo v9n toe cua di~n tir 10 Maxwell thi thong so d6 10Te . - 2/ Nhi~t de}di~n tir (Ta )opt dU'Q'cxac dinh tu-dieu ki~n; Q (Te) = 114) . / aB ) 2 \ b \ \Qm Va (- .t~- (~iA v.) (Q~Av.) \ - 0 (I-') 7 Trang bi~t.lth(re (15! cae h&l1g$0 v{m t6e chi phv thu9c veo cae hang so dC}c tnrng eho loQi kIll nhU' Vi ' Vm' Vd' VI v{1y n9hi~m tOng quat cua phU'ong trinh (15) c6 dc;mg. (Te 'opt = f (Vi' Vm I Vd ) (16) Tli (15) 'to nh{1n dU'ge bj~u there CliO nhi~1 d9 di~n tll t6i U'u ITe )opt trong 3 trU'cmghgp . ' Vai laser (loR) (T~)~pt ' +[2(V 2 IS -Vlsk ) - (V2P. + Visk ) + ~ [2(V2 IS - Visk ) - (V2p4 1 V'Sk)J2+ 16(2V21S-V2p4) (1/2 J Visk ) (17) - Vai laser (loP) ITe )opt = -i~ [2 (V2' So-ViM)-v d + ~[2(V23S,-ViM)- Vd]2 ~1/2 ] + 10(2V235 -Vd)ViM~ (18) - - Va; laser (L.C) <P B Ire lopt = - 2reos 3 + 2A (19) a cf6r =- + I -3.~~A: B2 11f2 I (190) <P = arc cas (q/r3) (19b) (1ge) . I [ 2B3 BC D ] q = 2- 27A3 ~ 3A2 + -A 8 v6i AI 8, C, D la eae ham so cua cae hong so nguyentli, Vi' Vm, Vdl Vi tlr (17.19) suy ra r6n; (T.) opt = conlt. 9ay \a dQi Iu-gngbat bien co bon nhat. vi tlr do co th~ XQ-C dinh cae dQi Iu-gngbat bien khat. Tlr (161va (121cho ta : (Ne / P)opt = const, (201 9ay la dQi Iu-gng bat bien thCr2 nh{1Odu-gc trong lo r khf a the dt} phat tal u-u. 9Qi Iu-gng bat bien nay kh&ng dinh rbng, m9c du trong laler khl co ton fQiqua trinh 2 b{lc, qui lu{lt dong dQngvan fhoo man. - cJ TIso ap suet ri€mgphon Kopt. 9ieu ki~n t6i u-u cua h~ so Kopt du-gc vH~tra tlr dOng thCre: NA+ = NS + (211 ado NA + , NB + la ndng dt} ion khf COban (AI va khf d~m- (B) trong ct}t Gu-ong plalma cualase,r. ClIng vai phu-ong t,in-h can b6ng hQt ta nh{ln du-gc bi~u there cua Ii .0 ap .uat rleng phon toi u-u Kopt: - V6ilaser (LR): K w. J-~ [ ZO~. !-L°B~ - ~,oBB + ~ ( loA . !-LG~!\_ opt 2 ZO fLo ~° - t ZO !-L° B AA <~A B AA fLOB~ ) 2 + 4 loA . !-L°BB/12 ] J-L°BA loB fJ-°AA ~ (22) [...]... 6 32, 8nm (ii) v6'i laser (L P) cae vQch phat dugc khao sat la 441,6nm 15a22Ds /2- 5p1 Ps /2) ' 325 ,Onm (5S22DS /2- 5p2 Pll2) cuo laser He - Cd, 747,8nm 14 .2: 1Dsl2 4p2 Ps /2) ' 589,4nrri (4 522 Dsl2- - 4p2 P1i2) cua laser H - In, 684,4nm (6p2 P1 /2- 6 .2 51 /2) va - 645,3nm (6p2 Psl2 6v 51 /2) cua las.r - He So (iii) voi laser (l.C) cae vQch poot dU'gc khao sat la 758,8nm (5p2 P'Ih - 55:1 Sl/:JJ cua lo r H -In, 522 ,7nm... 522 ,7nm (5p4 12 '.0°,', :". 014P5f':!) ua4ase'r?He-S~, c , 7,~~,n' ,t 'J" - b~,j8} 507,8nm (103.106°, :: a559~5/:1) '0 ' c:a'~vQ'th;'P't1C5f loser (loC):"dongphong di~n Jop :" rat Ian hon lopf ciia~'cac vQch phat 'laser IloR( va (loP), nen ,.qUo trlnh l.;ng,.,b{1c 9"' Pt5y d6ng val fro,Iqvan trQng Do d6 i (Te) opt cuo laser (LC) ,nhe') hon Ic1ser (l~RIva laser (loP) \6 ,:::' :"' rn 'L h,gply j ", 3/ Nho co di,~u kj~-{b toj U'u( K)opt i' neri';cac bi~u thCrc do; , Y;6;i\P~)opr ' ~" p'(L9iqJ)"h:r:~~... linh d9ng cuo di~n tll', E - di~n trU'ang tren trve c9t dU'ong TII (30 eta rut ra dU'go: (J/R)ept = CX~2A-~o (A-eo v ) G (Te) !PR)~pt ; (31) ;"i:-: ,- :", '~ ~"' .' ,',~:~,'1 1~~ ~" .\~~~ ~"~ ;' ,' ~.'.'L'.\ I II t ! ! -1 v6'i C = 1,36 (~r/4 GITe) BA (Q t = gd gt Wg d W vT )( eB Qm ; L-:r "' ;;1 (D ) gt ve ". _1 ; IA ) (L Q:A ) (Q~A ve) ( Q~A Ve) ; vT k a do X - ph?!n n{jng hrgng cua di~n hi bj mat do va... (27 ) V6i laser (L.C): ° T 1 /2 o 1 (PR)opt = 2, 405 27 3 ~ -~~~~_~et 0! 2( ZB - K Zc NhU' v9Y, (PR)opt (28 ) ! cDng 10 m9t dQI lU'gng bot (PR)opt el (26 ) ' ] V6i laser (LP) : (PR)opt = 2, 405 Tn 0 /LBA IJ-BB = f IT ) opl ' bien: (29 ) Dong phong di~n loj U'U: Dong phong di~n trong c9t dU'ong plasma v6i ban kfnh R eo dQng : = J a do, N 2J(e~'e E J~ rNe (r) dr ; (30) - nong d9 di~n Ill' Iren trve c9t dU'ong, . 6 32, 8nm (3 52 -2p4) cua loa.r H. -N (ii) v6'i laser (L P) cae vQch phat dugc khao sat la 441,6nm 15a22Ds /2- 5p1 Ps /2) ' 325 ,Onm (5S22DS /2- 5p2 Pll2) cuo laser He - Cd, 747,8nm 14 .2: 1Dsl2 -4p2. 747,8nm 14 .2: 1Dsl2 -4p2 Ps /2) ' 589,4nrri (4 522 Dsl2- 4p2 P1i2)cua laser H. - In, 684,4nm (6p2 P1 /2- 6 .2 51 /2) va 645,3nm (6p2 Psl2-6v 51 /2) cua las.r He -So. (iii) voi laser (l.C) cae vQch. . ' Vai laser (loR) (T~)~pt ' + [2( V 2 IS -Vlsk ) - (V2P. + Visk ) + ~ [2( V2 IS - Visk ) - (V2p4 1 V'Sk)J2+ 16(2V21S-V2p4) (1 /2 J Visk ) (17) - Vai laser (loP) ITe )opt = -i~ [2 (V2'

Ngày đăng: 10/08/2014, 04:20

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w