Ảnh hưởng của độ trễ và chu kỳ lặp xung lên độ ổn định của kìm quang học hai xung Gauss ngược chiều

Bộ GIáO DụC Và ĐàO TạO TRƯờng đại học vinh VÕ THỊ HOÀI ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỘ TRỄ VÀ CHU KỲ LẶP XUNG LÊN ĐỘ ỔN ĐỊNH CỦA KÌM QUANG HỌC HAI XUNG GAUSS NGƯỢC CHIỀU Chuyên ngành: Quang học Mã số: 60.44.01.09 Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Hồ Quang Quý Vinh, 2013 LỜI CẢM ƠN -1- Bản luận văn hoàn thành hướng dẫn thầy giáo PGS.TS HỒ QUANG QUÝ, người định hướng cho đề tài giúp đỡ tơi tận tình suốt trình làm luận văn Với tình cảm trân trọng tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến thầy giúp đỡ q báu Tơi xin chân thành cảm ơn đến thầy, cô giáo chuyên ngành quang học trường Đại Học Vinh, người trực tiếp tham gia giảng dạy trình học tập nghiên cứu Cảm ơn Ban chủ nhiệm khoa Vật lý, Khoa Sau Đại Học tạo điều kiện thuận lợi cho trình học tập nghiên cứu trường Đại Học Vinh Xin cảm ơn tập thể cao học 19 chuyên ngành quang học trường Đại Học Vinh, gia đình người thân giúp đỡ, động viên tơi trình làm luận văn Tác giả Võ Thị Hoài -2- MỤC LỤC trang Danh mục ký hiệu .iv Danh mục hình vi Mở đầu Chương Kìm quang học sử dụng hai chùm xung Gauss ngược chiều 1.1 Quang lực tác động lên hạt vật chất .5 1.2 Nguyên lý hoạt động bẫy quang học 15 1.3 Kìm quang học sử dụng hai chùm xung Gauss ngược chiều 19 1.4 Kết luận 24 Chương Ảnh hưởng chu kỳ lặp thời gian trễ xung 26 2.1 Mở đầu 26 2.2 Phương trình Langevin rút gọn 27 2.3 Cường độ tổng hai chùm xung ngược chiều 30 2.4 Thuật tốn quy trình mơ 32 2.5 Kết mô 34 2.6 Kết luận 41 Kết luận chung 42 Tài liệu tham khảo 44 Phụ lục 47 -3- DANH MỤC KÝ HIỆU Ký hiệu a β α σ c D r E E0 ε0 Fscat Fgrad Fp Fr t H k λ µ0 n1 n2 ω0 Pp r p ρ u r ρ τ w w0 r x r z B d hν U η ∇ Ý nghĩa Bán kính hạt điện mơi hình cầu Hệ số hấp thụ lần Hệ số khuếch đại Raman sóng phẳng Hệ số phân cực hạt hình cầu chế độ Rayleigh Vận tốc ánh sáng chân không Hệ số khuếch tán Véc tơ cường độ điện trường Năng lượng tổng chùm tia Hằng số điện môi Lực tán xạ Lực gradient Lực Lorentz Thành phần lực biến đổi từ trường Từ trường tương ứng gần cận trục Số sóng Bước sóng chùm laser Độ từ thẩm chân khơng Chiết suất hạt điện mơi hình cầu Chiết suất môi trường chứa hạt điện môi Tần số sóng Cơng suất bơm Véc tơ momen lưỡng cực Toạ độ xuyên tâm Véc tơ đơn vị theo hướng xuyên tâm Độ rộng xung Bán kính tiết diện thắt chùm Bán kính tiết diện thắt chùm mặt phẳng z =0 Véc tơ đơn vị phân cực dọc theo hướng trục x Véc tơ đơn vị dọc theo hướng truyền chùm tia z Hệ số Anhxtanh Khoảng cách hai đỉnh xung Năng lượng trung bình photon bơm Năng lượng chùm Gauss laser Độ nhớt mơi trường Tốn tử laplace -4- r Etr r Ed Il Ir I Cường độ điện trường chùm xuống Cường độ điện trường chùm lên Cường độ chùm tia bên trái Cường độ chùm tia bên phải Cường độ tổng hai chùm tia -5- DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ STT Trang Tên hình Hình 1.1 Ví dụ tượng phản xạ khúc xạ giao diện Hình 1.2 Khúc xạ nhiều tia qua hạt vi mô Hình 1.3 Lực quang học hiệu ứng phản xạ Hình 1.4 Quang trình khúc xạ hai tia qua hạt hình cầu 11 nằm trước tiêu điểm chùm Gauss Hình 1.5 Quang trình khúc xạ hai tia qua hạt hình cầu 12 năm sau tiêu điểm chùm Gauss Hình 1.6 Phân bố chiều cường độ laser sử dụng giữ hạt vi mô (a) Cho hạt n p > ns (b) Cho hạt 16 n p < ns Hình 1.7 Hướng thay đổi xung lượng hạt tác dộng 18 chùm tia hội tụ Hình 1.8 Bẫy quang học chùm tia 19 A: Sử dụng chùm tia laser TEM00; B: Chùm tia laser TEM00 hội tụ 10 Hình 1.9 Cấu hình kìm quang học chùm tia 20 Hình 1.10 Cấu hình kìm quang học sử dụng hai chùm tia 20 ngược chiều (a): Sơ đồ thực nghiệm; (b): Mơ hình lý thuyết 11 Hình 2.1 Động học hạt 26 (a): Trong thời gian xung; (b) Trong vùng ổn định 12 13 Hình 2.2 Cấu hình bẫy hai chùm tia ngược chiều 28 Hình 2.3 Thay đổi vị trí hạt theo thời gian q trình 35 bẫy 14 Hình 2.4 Hố gây quang lực tác động lên hạt -6- 36 15 Hình 2.5 Thay đổi vị trí hạt mặt phẳng tiêu 37 thời gian khoảng xung [40] 16 Hình 2.6 Ổn định hạt sử dụng chuỗi xung chu kỳ 38 T=6τ 17 Hình 2.7 Ổn định hạt sử dụng chuỗi xung chu kỳ T=4τ 38 18 Hình 2.8 Ổn định hạt sử dụng chuỗi xung chu kỳ T=3τ 39 19 Hình 2.9 Ổn định hạt sử dụng chuỗi xung chu kỳ T=2τ 39 Hình 2.10 Chuyển động hạt kìm với thời gian trễ 40 20 hai xung δ T = nτ (a) n = 0, (b) n = 1, (c) n = 2, (d) n = MỞ ĐẦU Khái niệm bẫy quang học biết đến từ lâu Vào năm 1619, Johannes Kepler giải thích đuôi chổi luôn đẩy xa mặt trời áp lực ánh sáng mặt trời Vào năm 1871, lý thuyết, Maxwell xung lượng ánh sáng tạo áp lực mặt tiếp xúc [1] Sau này, hiệu ứng gọi “áp suất xạ” Năm 1901, nhóm Lebedev nhóm Nichols độc lập thực thí nghiệm áp lực tác dộng lên vật thể Áp lực nhỏ cường độ dòng photon thấp Năm 1960, laser đời, cường độ dòng photon tăng cường lên nhiều áp suất xạ ứng dụng vào mục đích khác Vào năm 1971, Ashkin tìm cách cân áp suất xạ với lực trọng trường bẫy hạt điện mơi có kích thước 20µm Ashkin cộng tiếp tục theo đuổi lĩnh vực bẫy quang học áp dụng cho hạt có kích thước nhỏ Các cơng trình ơng chủ yếu quan tâm đến bẫy -7- nguyên tử hạt keo phân thành hai loại: làm lạnh nguyên tử laser bẫy quang học Năm 1986, Ashkin cộng lần công bố kết sử dụng bẫy quang học chùm tia để giữ hạt có đường kính từ 25 nm đến 10µm điểm nước Thiết bị mà Ashkin sử dụng để bẫy hạt gọi kìm quang học “Optical Tweezer” phương pháp gọi “Bẫy quang học” Đến nay, kìm quang học nghiên cứu sử dụng thực tế, phục vụ cho nghiên cứu nguyên tử, sinh học, hóa học vật liệu Ashkin đề xuất thiết bị hạt không gian ba chiều hai chùm tia laser truyền lan ngược chiều [3,5] Trong năm sau đó, cơng nghệ phát triển, kìm quang học trở thành thiết bị quan trọng lĩnh vực sinh vật, hoá lý lý sinh [4,20] Lý thuyết bẫy quang học phát triển chủ yếu tập trung vào việc xác hóa việc tính tốn lực tác động lên hạt với điều kiện môi trường khác Cách tính quang lực tác động lên hạt liên quan trực tiếp đến chế độ, kích thước hạt nhỏ a < λ (chế độ Rayleigh [27,32] hay lớn a ≥ λ bước sóng laser (chế độ quang hình-Mie [12, 28]) Nhiều cơng trình quan tâm đến ảnh hưởng tham số cuả kìm quang học lên quang lực Trong cơng tình mình, tác giả H Kim [18] tìm phụ thuộc hiệu suất bẫy vào tỉ số bán kính chùm tia độ hệ quang Qua biểu thức tính hiệu suất, tác giả khảo sát ảnh hưởng độ nhớt chất lưu, kích thước hạt, công suất laser lên hiệu suất Cho đến lúc tất cơng trình lý thuyết tính quang lực dừng lại trường hợp sóng phẳng, tức áp dụng cho chùm laser phát từ buồng cộng hưởng gương phẳng chế độ phát liên tục -8- Trong thực tế, chùm tia laser Gauss phát từ buồng cộng hưởng gương cầu chủ yếu điều biến xung Do đó, năm 2005, Deng cộng tính tốn cho mẫu kìm sử dụng xung laser Zhao cộng công bố kết tính quang lực cho kìm sử dụng chùm xung Gaussian (hình 12 [8]) Bằng phương pháp mô phỏng, Zhao khảo sát phân bố quang lực mặt phẳng pha (ρ,z), (ρ,t) (z,t) Từ kết cơng trình này, Hồ Quang Q cộng [36] đề xuất công bố kết mơ cho kìm quang học sử dụng cặp chùm xung laser ngược chiều Kết cho thấy lực gradient lực tán xạ có tính đối ngẫu qua tâm bẫy Lực tán xạ khơng cịn phụ thuộc vào độ rộng xung Hơn nữa, cơng trình này, tác giả đề xuất vùng ổn định kìm thay đổi thay đổi tham số đầu vào kìm Ngồi ra, cơng trình thực nghiệm nghiên cứu ứng dụng kìm quang học để khảo sát tế bào sống [15] cho thấy vị trí tế bào khơng hồn tồn giữ nguyên trình bẫy mà dao động giới hạn định xung quanh tâm bẫy [23] Điều chứng tỏ, kìm quang học có giá trị định độ bền hay độ đàn hồi [13] Hệ số đàn hồi đặc trưng cho bẫy định đại lượng vật lý tỉ lệ thuận với quang lực tỉ lệ nghịch với ly độ trung bình hạt Do đó, độ bền tỉ số lực tác động vào hạt độ lớn dao động vị trí, phụ thuộc vào lực, kích thước hạt điều kiện mơi trường [24] Như vậy, khẳng định hạt bẫy kìm quang học khơng ổn định lý tưởng mà dao động vùng không gian định khoảng thời gian định Đây vấn đề cần làm sáng tỏ lý thuyết sở mơ q trình động học hạt vùng bẫy tìm ảnh hưởng tham số lên vùng ổn định -9- Một số cơng trình trước nghiên cứu ảnh hưởng cường độ chùm laser, bán kính mặt thắt, bán kính hạt, độ nhớt môi trường lên ổn định hạt điện mơi kìm quang học [38, 39, 40] Tuy nhiên, thiếu ảnh hưởng độ kết hợp thời gian lên trình ổn định hạt kìm sử dụng hai chùm xung ngược chiều Với lý đó, luận văn tập trung vào nội dung nghiên cứu sau đây: * Tập trung nghiên cứu cách tổng quan kìm quang học, kết nghiên cứu kìm sử dụng hai chùm tia ngược chiều * Trên sở phân tích kết nghiên cứu trước từ thực tế thiết kế thí nghiệm, chúng tơi dẫn cơng thức tính cơng suất tổng hai xung Gauss có thời gian trễ định cơng thức tính quang lực tác dụng lên hạt * Từ cơng thức đó, mô phân bố quang lực phụ thuộc vào chu kỳ lặp thời gian trễ - 10 - Hình 2.8 Ổn định hạt sử dụng chuỗi xung chu kỳ T=3τ Hình 2.9 Ổn định hạt sử dụng chuỗi xung chu kỳ T=2τ Việc giảm chu kỳ lặp xung thực laser phát xung ngắn tần lặp cao, ví dụ, laser rắn bơm laser bán dẫn Tuy nhiên, việc đồng hai xung việc khó khăn khó đồng thời gian phát - 45 - hay khó tinh chỉnh quang trình hai chùm tia thiết kế lắp đặt Điều làm ảnh hưởng đến ổn định hạt thời gian xung Để tìm hiểu điều này, khảo sát ảnh hưởng độ trễ xung mục sau 2.5.3 Ảnh hưởng thời gian trễ xung Để đơn giản, giả thiết thời gian trễ hai xung số nguyên lần δ T = nτ Sau thay vào biểu thức tính cường độ quang lực, mơ chuyển động hạt kìm trình bày hình 2.10 Qua kết thấy rằng, khơng có trễ xung, cường độ tổng tăng cường đó, hạt ổn định (n=0) Khi xuất trễ xung δ T = 1τ , thời gian ổn định hạt dài (n=1) Tuy nhiên, hạt có ly độ dao động lớn hơn, có nghĩa là, ổn định không gian Hiện tượng tăng cường thời gian trễ lớn (n=2) Hình 2.10 Chuyển động hạt kìm với thời gian trễ hai xung (a) n = 0, (b) n = 1, (c) n = 2, (d) n = - 46 - Trong trường hợp δ T = 3τ (n=3), thời gian ổn định bị tách thành hai vùng, ngăn vùng không ổn định (vùng đánh dấu o van) Hơn nữa, trường hợp này, hai xung không kết hợp thời gian, nên cường độ tổng cường độ xung đơn Do đó, quang lực giảm ổn định không giản giảm, tức li độ dao động hạt lớn lên ( ∆ρ tăng) 2.6 Kết luận Chúng ta trình bày cấu hình kìm quang học sử dụng hai chùm xung Gauss ngược chiều có tiêu điểm trùng dẫn biểu thức tính cường độ tổng quang lực gradient tác động lên hạt điện môi trường môi trường chất lưu Chúng ta quan tâm đến thời gian trễ hai xung đề cập biểu thức tính quang lực Bằng phương pháp mơ dựa phương trình động học Langevin, động học hạt thời gian xung laser, nhiều xung laser có chu kỳ khác với hai xung có thời gian trễ khác khảo sát trình bày Từ phân tích kết mơ có tính đến thời gian trễ chu kỳ lặp xung, rút số điểm lưu ý cho trình thiết kế kìm, khảo sát mẫu sau: Hạt ổn định thời gian độ rộng xung Để tăng thời gian ổn định hạt cần sử dụng xung có chu kỳ lặp ngắn (tần số cao) Cần ý đến tượng trễ hai xung Khi xuất trễ với thời gian lớn, ổn định khơng gian hạt giảm kìm hoạt động giống sử dụng chùm tia - 47 - KẾT LUẬN CHUNG Kìm quang học sử dụng hai chùm xung laser ngược chiều trình bày từ cấu trúc, sơ đồ nguyên lý, lý thuyết đến biểu thức tường minh mô tả phân bố cường độ tổng trường hợp có độ trễ xung, quang lực tác động lên đối tượng hạt điện môi môi trường chất lưu Động học hạt kìm mơ phương trình Langevin rút gọn cho mẫu kìm cụ thể Kết nghiên cứu luận văn rút điểm sau: Đã tổng quan áp lực xạ, quang lực nguyên lý bẫy quang học dựa phân bố Gauss chùm tia, chùm tia hội tụ Từ đó, trình bày chi tiết kìm quang học sử dụng hai chùm xung ngược chiều Đã dẫn biểu thức tường minh mô tả tổng cường độ hai xung có độ trễ thời gian δ T , đồng thời dẫn biểu thức tính quang lực gradient cho trường kìm quang học sử dụng hai chùm xung Gauss tác động lên hạt mặt phẳng tiêu vuông góc với trục truyền lan chùm laser qua mặt thắt chùm Dẫn phương trình Langevin rút gọn cho trường hợp kìm quang học giả thiết Sử dụng phương trình để mơ q trình động học hạt kìm sử dụng nhiều xung có chu kỳ lặp thay đổi thời gian trễ hai xung thay đổi Từ kết mô rút ra: Hạt ổn định, tức dao động xung quang vị trí tâm kìm với li độ tương đương bán kính hạt ( ∆ρ ≈ a ) khoảng thời gian độ rộng xung ∆t ≈ 2τ Muốn tăng thời gian ổn định hạt cần phải tăng tần số lặp xung Trong trường hợp chu kỳ lặp T = 2τ hạt ổn định hoàn toàn theo thời gian Độ trễ xung ảnh hưởng đến ổn định hạt, hai xung kết hợp thời gian - 48 - hoàn toàn, tức δ T = , hạt ổn định không gian ( ∆ρ nhỏ nhất), độ trễ tăng lên, thời gian ổn định tăng lên ( ∆t tăng), nhiên, ổn định không gian giảm (tức ∆ρ tăng) Tóm lại, kìm quang học sử dụng xung laser cần lưu ý đến thời gian trễ hai xung để ổn định không gian tốt tăng tần số lặp xung để có thời gian ổn định lớn Trong luận văn dừng lại việc khảo sát đối tượng hạt thủy tinh môi trường nước Đối với đối tượng khác phân tử sinh học (ADN, hồng cầu, bạch cầu, tế bào sống), ngồi quang lực, cịn có lực liên kết nội tác động lên hạt trình bẫy Những vấn đề phức tạp, có tính ứng dụng cao Đây hướng nghiên cứu phát triển thời gian tới - 49 - TÀI LIỆU THAM KHẢO TT 10 11 12 13 14 15 TÀI LIỆU NƯỚC NGOÀI A A R Neves, A Fontes, et al (2007), Axial optical trapping eficiency through a dieclectric interface, Phys Rev E 76, 061917 A Ashkin (1970), Acceleration and trapping of particles by radiation pressure, Phys Rev Lett 24, p 156.; A Ashkin and J M Dziedzic(1971), Optical levitation by radiation pressure, Appl Phys Lett 19, p.283 A Ashkin, “ Trapping of Atoms by Resonance Radiation Pressure,” Phys Rev Lett 40, No.12, 1978, 729-732 A Ashkin, J M Dziedzic, J E Bjorkholm, and Chu, (1986), Observation of a single-beam gradient force optical trap for dielectric particles, Opt Lett 11, p 288 A J Hallock, P.L Redmond, and L E Brus (2005), Optical forces between metallic particles, PNAS.102,p.1280-1284.; Alexander Rohrbach, Stiffness of Optical Traps: Quantitative Agreement between Experiment and Electromagnetic Theory, Phys Rev Lett 95, 2005, pp.168102.1-4 C L Zhao, L G Wang, and X H Lu (2006), Radiation forces on a dielectric sphere produced by Highly focused Hollow Gaussian beams, Phys Lett A, pp.502-506 C L Zhao, L G Wang, Dynamic radiation force of a pulsed Gaussian beam acting on a Rayleigh dielectric sphere, Optical Society of America, Vol.32, 2007, pp.1393-1395 D Bonessi, K Bonin, and T Walker (2007), Optical forces on particles of arbitrary shape and size, J Opt A: Pure Appl Opt 9, s228-s234 E A Abbondanzieri, W.J Greenleaf, J.W Shaevitz, R Landick, and S.M Block, “Direct observation of base-pair stepping by RNA polymerase,” Nature 438, 2005, pp 460-465 E R Dufresne and D.G Grier (1998), Optical tweezer arrays and optical substrate created with diffractive optics, Rev Of Scientific instruments 69, p.1974 G Volpe, G Volpe, and D Petrov (2007), Brown motion in a nonhomogeneous force field and photonic force microscope, Phys Rev E 76, p.061118 G Volpe, G Volpe, and D Petrov (2007), Brown motion in a nonhomogeneous force field and photonic force microscope, Phys Rev E 76, p.061118 H Kress, E H K Stelzer, G Grifiths, and A Rohrbach (2005), Control of relative radiation pressure in optical traps: Application to phygocytic membrane binding studes, Phys Rev E 71, p 061927 - 50 - 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 H Kress, E H K Stelzer, G Grifiths, and A Rohrbach (2005), Control of relative radiation pressure in optical traps: Application to phygocytic membrane binding studes, Phys Rev E 71, p 061927.; H.I Kim et al (2003), Dependence of the Optical Trapping Efficiency on the Ratio of the Beam Radius-to- the Aperture Radius, J Kor Phys Soc., 43, pp.348-351 H.I Kim et al (2003), Dependence of the Optical Trapping Efficiency on the Ratio of the Beam Radius-to- the Aperture Radius, J Kor Phys Soc., 43, pp.348-351 K Dholakia, G Spalding, and MacDonald (2002), Optical tweezers: the next generation, Phys Wold 15, p.31.; D G Grier (2003), A revolution in manipulation, Nature 424, p 810 K Visscher, S.P Gros, and S.M Block,(1996), Construction of multiplebeam optical trap with nano-meter-resolution position sensing, IEEE Journal of Selected Topics in quantum Electonics 2, p.1066.; L Wilson (2007), Optical Force Measurement in concenttrated Colloidal Suspension, P.D Thesis, University of Edinburgh, p.16-30 M D Wang, H Yin, R Landick, J Gelles, and S M Block (1997), Stretching DNA with Optical Tweezers, Biophysical Journal 72, pp.1335-1346 M Kawano, J Blakely, R Gordon, and D Sinton (2008), Theory of dielectric micro-sphere dynamics in a dual-beam optical trap, OPTICS EXPRESS 16, p.9306 M S Rocha (2009), Optical tweezer for undergraduate: Theoretical analysis and experiments, Am J Phys 77, p.704 M S Rocha (2009), Optical tweezer for undergraduate: Theoretical analysis and experiments, Am J Phys 77, p.704 O Moine and B Stout (2006), Optical force calculation in arbitrary beams by use of the vector addition theorem, J Opt Soc Am B 22, p 1620 P Mangeol, D Cote, T Bizebard, O Legrand, and U Bockelmann (2006), Probing DNA and RNA single molecules wtih a double optical tweezer, Eur Phys J E 19, pp 311-317 P Zemanek, V Karasek, A Sasso (2004), Optical force acting on Rayleigh particle placed into interference field, Opt Comm 240, pp.401415 18 A Ashkin (1998), In Methods in Cell Biology, edited by M P Sheetz (Academic Press, Sn Diego, 1998), 55, p.1 T T Perkins, “Optical trap for single molecule biophysics: a Primer,” Laser & Photon Rev 3, No.1-2, 2009, p.203-220 W.J Greenleaf, M.T Woodside, and S.M Block, “High-resolution, single-molecule measurements of biomolecular motion,” Annu Rev Biophys Biomol Struct 36, 2007, pp 171-190 - 51 - 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 X Cui, D Erni, Ch Hafner (2008), Optical forces on metallic nanoparticles induced by photonic nanojet, Optics Express 26 p.13560 Y Harada and T Asakura (1996), Radiation forces on a dielectric sphere in the Rayleigh scattering regime, Opt Commum 124, p 529 Y Seol, A Carpenter, and T T Perkins (2006), Gold nanoparticles: enhanced optical trapping and sensitivity coupled wtih significant heating, Opt Lett 31, p.2429 Y.C Jian, J.J Xiao, and J P Huang (2009), Optical force on dielectric nanorods coupled to a high-Q photonic crystal nanocavity, J Phys Chem C113, pp.17170-17175 TÀI LIỆU TRONG NƯỚC H Q Quy, et al, “Distribution of the laser intensity and the force acting on dielectric nano-particle in the 3D-optical trap using counterpropagating pulsed laser beams,” Proc Natl Conf Theor Phys 35 (2010), pp.243-249 H Q Quý, M V Luu, “Radiation Force Distribution of Optical Trapping by Two-counter- propagating CW Gaussian beams Acting on Rayleigh Dielectric Sphere, ” Comm in Phys., Vol.19, No.3, 2009, pp 174-180 Ho Quang Quy, H D Hai, H V Nam, “Influence of principle parameters on the average stiffness of optical tweezer using pulsed Gaussian beams,” Comm in Phys Vol 21, No.1 , 2011,pp 71-76 (Việt Nam) Ho Quang Quy, Mai Van Luu, Hoang Dinh Hai, Donan Zhaung, “Simulation of stabilizing process of dielectric nanoparticle in optical trap using counter-propagating pulsed laser beams, ” Chinese Optics Letters, Vol.8, No.3, 2010 (Trung Quốc) Q Ho Quang, H Hoang Dinh, L Van Mai, “The influence of parameters on stable space-time “pilar ” in optical tweezer using counterpropagating pulsed laser beams,” Computation Methods in Science and Technology, Special Issure (2), 2010, p.65 (Ba Lan) Quang Quy Ho, Dinh Hai Hoang, “Dynamic of the dielectric particle in Optical tweezer using two counter –propagating pulsed laser beams, ” J Physical Science and application, Vol.2, No.9, 2012, p.345 (USA) - 52 - PH LC Chơng trình mô dïng phÇn mỊm Matlab Chương trình tần số lặp xung for i=1:1:1 t=-3.*10^-12:0.05.*10.^-12:3.*10.^-12; z=0; rho=0; %rho=-2.*10.^-6:0.05.*10.^-6:2.*10.^-6; d=10.^-6; w_0=10.^-6; tau=1.*10.^-12; rho_ng=rho./w_0; t_ng=t./tau; lamda=1.064.*10.^-6; n_1=1.592; n_2=1.332; m=n_1./n_2; %a=10.*10.^(-9); pi=3.14; U=10.^(-6); c=3.*10.^8; - 53 - k=2.*pi./lamda; z_ng=z./(k.*w_0.^2); d_ng=d./(2.*k.*w_0.^2); x=rho_ng; P=2.*sqrt(2).*U./(pi.^(3./2).*(w_0.^2).*tau); I_l=10^-26.*P.*exp(-2.*x.^2./(1+4.*(z_ng+d_ng).^2)).*exp(-2.*(t_ng+ (z_ng+d_ng).*k.*w_0.^2./(c.*tau)).^2)./(1+4.*(z_ng+d_ng).^2); I_r=10^-26.*P.*exp(-2.*x.^2./(1+4.*(z_ng-d_ng).^2)).*exp(-2.*(t_ng-(z_ngd_ng).*k.*w_0.^2./(c.*tau)).^2)./(1+4.*(z_ng-d_ng).^2); I=I_l+I_r; y=t_ng+3+(i-1).*6; % figure(1); %plot(y,I); %grid on; %hold on; %end nui =7.797.*10.^(-4); a=20.*10.^-9;% Kich thuoc hat to=10.^-9; pi=3.14; %for n=5 %U=5.*10.^-4; - 54 - kbT=4.14.*10.^-21; gamma=6.*pi.*a.*nui; D=kbT./gamma; can2=sqrt(2); %mausoP=(pi.^(3/2)).*wo.^2.*to; %P=2.*can2.*U./mausoP; %disp('P ');disp(P); beta=4.*pi.*(n_2.^2).*(a.^3).*(m.^2-1)./(m.^2+2); A=3.*beta.*P./c./n_2./w_o./gamma; B=sqrt(2.*D); % disp('hang so A = ');disp(A) Hien thi he so A % disp('hang so B = ');disp(B) Hien thi he so B Ao=0;Bo=-3;delta=6./10000; for j=1:1:10000 % t=-3.*10^-12:0.05.*10.^-12:3.*10.^-12; % v=-3+(i-1).*delta; t=-3+(j-1).*delta; tg=exp(-2.*Ao.^2); tg=tg.*exp(-2.*Bo.^2); tg=Ao-A.*tg.*delta.*Ao+B.*rand.*delta-B.*rand.*delta; lido=tg;%figure(n); %if and(t>-3,t