Khả năng tạo ảnh của siêu thấu kính vật liệu tinh thể quang 2d tam giác không bị hạn chế

Tìm hiểu tạo ảnh quang MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU BẢNG PHÂN CÔNG CÔNG VIỆC NỘI DUNG CHÍNH Chương 1: Một số khái niệm .6 Thấu kính truyền thống 1.1 Sơ lược thấu kính truyền thống .6 1.2 Tạo ảnh thấu kính hội tụ .7 1.3 Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng 1.4 Tạo ảnh vật thể kích thước nano 10 1.5 Kết luận 11 Siêu thấu kính 12 Hiện tượng khúc xạ ngược 13 3.1 Hiện tượng khúc xạ ánh sáng 13 3.2 Hiện tượng khúc xạ ngược 14 Tinh thể quang tử 2D 15 4.1 Tinh thể quang tử 15 4.2 Tinh thể quang tử 2D 17 Chương 2: Thí nghiệm tạo ảnh tinh thể quang tử 2D X Wang, Z F Ren K Kempa 18 Thí nghiệm với tinh thể quang tử 2D có cấu trúc vuông 18 Thí nghiệm với tinh thể quang tử 2D có cấu trúc tam giác 21 KẾT LUẬN 24 PHỤ LỤC 25 TÀI LIỆU THAM KHẢO 26 Tìm hiểu tạo ảnh quang LỜI NÓI ĐẦU Như biết, thời đại khoa học công nghệ ngày phát triển, thông tin quang đóng vai trò vô quan trọng lĩnh vực điện tử truyền thông Với mạnh bật “ tốc độ truyền liệu cao ” kèm với “ độ tin cậy cao ”, thông tin quang trở thành phương tiện truyền vượt trội hoàn toàn với dạng truyền thông tin khác Theo khía cạnh khác, linh kiện sử dụng thông tin quang có hiệu cao mức lượng tiêu thụ thấp hẳn so với linh kiện dùng phương tiện truyền thống khác Ngày nay, khoa học công nghệ nâng cao đồng nghĩa chi phí để sản xuất phương tiện truyền cho thông tin quang ngày rẻ – điều kiện lớn để thông tin ngày phát triển phổ cập với người dùng Nhờ có nghiên cứu không ngừng nghỉ phát quan trọng mang lại cho phương tiện truyền dẫn tốt Và phát quan trọng thông tin quang “ tinh thể quang tử ” – loại vật liệu cho phép ảnh hưởng đến lan truyền hạt photon nó, tương tự cách mà tinh thể bán dẫn tác động lên chuyển động electron Một ứng dụng tinh thể quang tử tạo ảnh vật thể có kích thước bước sóng (subwavelenth) Để làm rõ điều này, tập lớn, chúng em tìm hiểu “Khả tạo ảnh siêu thấu kính vật liệu tinh thể quang 2D tam giác không bị hạn chế ” nghiên cứu X.Wang Nghiên cứu nhằm tìm hiểu cấu trúc tinh thể quang tử 2D tam giác, tìm vật liệu phù hợp cho khả tạo ảnh kích thước bước sóng mà không bị giới hạn dựa tượng khúc xạ ngược – tính chất có nhờ cấu trúc đặc biệt cảu tinh thể quang Tìm hiểu tạo ảnh quang Bài tập lớn kết tìm hiểu nhóm siêu thấu kính tinh thể quang 2D nói chung tinh thể quang 2D tam giác nói riêng Quá trình tìm hiểu cho chúng em biết thêm nhiều kiến thức bổ ích tạo ảnh, vật liệu tinh thể quang, ứng dụng thực tiễn … Đây thực kiến thức bổ ích, giúp đỡ chúng em nhiều trình học tập nghiên cứu sau Chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến cô Hoàng Phương Chi – người tận tình dạy chúng em kiến thức lớp, dành thời gian hướng dẫn chúng em tới đề tài lý thú, thực tiễn hỗ trợ chúng em nhiều tài liệu kiến thức phụ trợ để chúng em hàn thành tập lớn cách tốt Tìm hiểu tạo ảnh quang BẢNG PHÂN CÔNG CÔNG VIỆC Thành viên Đỗ Thị Thanh Hằng Công việc Dịch phần mở đầu tài liệu, làm slide, tổng hợp dịch Nguyễn Linh Trang Dịch phần 2, làm slide, tìm hiều thí nghiệm Hoàng Việt Anh Dịch phần 3, làm báo cáo, tìm hiểu siêu thấu kính Nguyễn Trần Thuận Dịch phần 4, làm báo cáo, tìm hiểu khúc xạ ngược, tinh thể quang tử Ngô Đức Doanh Dịch phần cuối, làm báo cáo, tìm hiểu khái niệm Tìm hiểu tạo ảnh quang NỘI DUNG CHÍNH Chương 1: Một số khái niệm Ở chương tìm hiểu khái niệm thấu kính, tạo ảnh thấu kính, siêu thấu kính, tượng nhiễu xạ, khúc xạ ngược đặc biệt cấu trúc tinh thể quang tử Thấu kính truyền thống 1.1 Sơ lược thấu kính truyền thống - Trong quang học, thấu kính dụng cụ quang học dùng để hội tụ hay phân kỳ chùm ánh sáng, nhờ vào tượng khúc xạ, thường cấu tạo mảnh thủy tinh chế tạo với hình dạng chiết suất phù hợp Khái niệm thấu kính mở rộng cho xạ điện từ khác thấu kính cho vi sóng làm chất Trong ngữ cảnh mở rộng, thấu kính làm việc với ánh sáng kỹ thuật truyền thống gọi thấu kính quang học - Có số loại thấu kính truyền thống đặc trưng sau:  Thấu kính hội tụ: Là thấu kính mà chùm tia sáng song song sau qua kính hội tụ tâm định tùy theo hình dạng thấu kính  Thấu kính phân kỳ: Là thấu kính mà chùm tia sáng song song sau qua thấu kinh bị phân tán Thông thường, điều kiện chiết suất vật liệu làm thấu kính lớn chiết suất môi trường xung quanh hình dạng lõm Khi chiết suất cảu thấu kính nhỏ chiết suất môi trường thấu kính lồi thấu kính phân kỳ Tìm hiểu tạo ảnh quang  Thấu kính mỏng: thấu kính có khoảng cách hai đỉnh chỏm cầu nhỏ so với bán kính R1 R2 chỏm cầu Thấu kính mỏng thấu kính hội tụ, thấu kính phân kỳ Với thấu kính mỏng, số tính toán quang hình làm xấp xỉ dạng đơn giản Hình 1: Một số loại thấu kính (nguồn: Wikipedia) => Chúng ta xét đến truyền dẫn thông tin quang, thấu kính hội tụ sâu tìm hiểu 1.2 Tạo ảnh thấu kính hội tụ - Ta biết rằng, vật thể thật coi tập hợp vô số điểm sáng nguồn Tiêu cự thấu tính hội tụ ngắn (nhỏ) Vì điểm sáng nguồn nằm tiêu cự thấu kính, với đặc điểm thấu kính hội tụ, ta nhận điểm ảnh thật – ngược chiều với điểm sáng nguồn – xuất chắn phía lại thấu kính Tập Tìm hiểu tạo ảnh quang hợp lại điểm ảnh này, ta thu ảnh vật chắn – ngược chiều – giống hệt với vật thể thật: Hình 2: Mô tạo ảnh thấu kính hội tụ (nguồn: vatlyphothong.com) - Tuy nhiên thực tế cho thấy, ảnh thu chất lượng tương đương với vật thật lý thuyết nêu Nguyên nhân ảnh hưởng tượng “nhiễu xạ ánh sáng” 1.3 Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng - Một thí nghiệm nhỏ rằng: chiếu ánh sáng qua lỗ nhỏ chắn Ta nhận vùng sáng rõ ab kèm với bóng mờ viền vùng Khi giảm kích thước lỗ nhỏ, xuất vân tròn sáng tối đan xen lẫn ảnh qua khe hẹp vệt sáng tối song song Đây tượng nhiễu xạ : Tìm hiểu tạo ảnh quang Hình 3: Mô tượng nhiễu xạ (nguồn: 123tailieu.com) - Như vậy, nhiễu xạ ánh sáng tượng quan sát sóng lan truyền qua khe nhỏ mép vật cản (rõ với vật cản có kích thước tương đương với bước sóng), sóng bị lệch hướng lan truyền, lan tỏa phía từ vị trí vật cản, tự giao thoa với sóng khác lan từ vật cản - Khi ta phóng đại hình ảnh nhiễu xạ ánh sáng điểm, thấy đĩa sáng trung tâm bao quanh dải vòng nhiễu xạ Đốm hay đĩa nhiễu xạ trung tâm gọi đĩa Airy – đặt theo tên George Airy, người mô tả nhiều khía cạnh khái niệm nhiễu xạ kỷ 19 Kích thước đĩa trung tâm tạo thấu kính tròn liên quan tới bước sóng ánh sáng đường kính độ thấu kính => Từ ta hiểu có điểm ảnh nằm cách khoảng cách nhỏ bán kính đĩa Airy, ta phân biệt điểm ảnh - Kích thước đĩa trung tâm tạo thấu kính tròn liên quan tới bước sóng ánh sáng đường kính độ thấu kính Trong Tìm hiểu tạo ảnh quang trường hợp camera kính viễn vọng, thấu kính nhận ánh sáng từ vật khoảng cách xa vô hạn nên độ phụ thuộc vào tỉ số tiêu 𝑓 𝐷 với D đường kính thấu kính f tiêu cự Lúc này, bán kính đĩa nhiễu xạ cho công thức sau: 𝑑 = 1,22 λ 𝑓 (1.1) 𝐷 Trong đó:  λ : Bước sóng quan sát  𝑓 : Tiêu cự thấu kính  𝐷 : Đường kính thấu kính - Với vật kính dùng kính hiển vi, khái niệm độ số (NA) dùng thay cho độ góc Định nghĩa độ số bao gồm chiết suất môi trường nằm phía trước thấu kính bàn kính đặt mẫu vật, ta có độ số vật kính sau : 𝑁𝐴 = 𝑛 sin(𝜃) (1.2) - Lúc này, bán kính đĩa nhiễu xạ cho công thức: 𝑑 = 1,22 λ 2𝑁𝐴 (1.3) Trong đó:  𝑁𝐴 : Khẩu độ số  𝑛 : Chiết suất  𝜃 : Nửa độ góc  λ : Bước sóng quan sát 1.4 Tạo ảnh vật thể kích thước nano 10 Tìm hiểu tạo ảnh quang - Thấu kính truyền thống tạo ảnh xạ sóng ánh sáng từ vật thể Như vậy, chúng hoàn toàn bỏ qua thông tin ánh sáng quan trọng cho biết cấu trúc siêu nhỏ chứa sóng suy biến Vì lý này, thấu kính truyền thống khả tạo ảnh xác vật thể, cấu trúc nano virus, cấu trúc mô, DNA… - Một vấn đề khác cấu trúc nano thường có độ tương phản không cao, gần suốt không màu, gây khó khăn trình tạo ảnh 1.5 Kết luận - Thấu kính truyền thống khả tạo ảnh kích thước bước sóng lý sau:  Giới hạn phân giải  Không thể tái tạo, tập trung xạ trường gần mang thông tin hình ảnh hữu ích  Chỉ tạo ảnh vật có độ tương phản đủ lớn  Dễ bị ảnh hưởng nhiều tượng: tán xạ, nhiễu xạ… gây ảnh hưởng tới việc tái tạo ảnh => Như vậy, thông tin quang với thông tin truyền sợi quang siêu nhỏ, việc sử dụng thấu kính thông thường kỹ thuật thông tin quang dễ mang lại sai sót thông tin Điều thúc đẩy phải phát triển sử dụng dạng thấu kính – siêu thấu kính 11 Tìm hiểu tạo ảnh quang - Phần giúp tìm hiểu đặc trưng thấu tính truyền thống để tìm hạn chế khả tạo ảnh giới hạn phân giải trình tạo ảnh Siêu thấu kính - Siêu thấu kính (superlens) ống kính mà sử dụng siêu vật liệu cho khả vượt giới hạn nhiễu xạ Giới hạn nhiễu xạ tượng đặc trưng thấu kính thông thường (được nêu phần khác), ảnh hưởng trực tiếp đến việc nhận biết xác ảnh nguồn phát ánh sáng - Các siêu vật liệu cấu thành lên siêu thấu kính loại vật chất nhân tạo mà tính chất phụ thuộc vào cấu trúc nhiều thành phần cấu tạo Chúng chế tạo cách xếp cấu trúc vi mô, gọi nguyên tử, để tạo tính chát vật lý vĩ mô theo ý muốn - Siêu thấu kính quang học tạo chứng minh vào năm 2005 Xiang Zhang et al UC Berkeley (theo thông báo tạp chí khoa học 22/04/2005) - Siêu thấu kính tái tạo lại hình ảnh kích cỡ nano cách tạo số khúc xạ âm trường hợp cụ thể Điều bù đắp cho dải sóng “phù du” bị phân hủy nhanh chóng 12 Tìm hiểu tạo ảnh quang Hình 4: Siêu thấu kính (nguồn : www.physicscentral.com) - Siêu thấu kính cho phép ta quan sát, xử lý vật thể kích thước nano mà thấu kính thường làm Nó giúp ích nhiều ngành ý học, thiên văn học… ngành điện tử truyền thông sau Hiện tượng khúc xạ ngược 3.1 Hiện tượng khúc xạ ánh sáng - Hiện tượng khúc xạ ánh sáng tượng ánh sáng đổi hướng qua mặt phân cách môi trường suốt có chiết suất khác - Hiện tượng khúc xạ ánh sáng tuân theo định luật Snell hay định luật khúc xạ ánh sáng: sin 𝑖 𝑛2 = sin 𝑟 𝑛1 Với: 13 Tìm hiểu tạo ảnh quang i: góc tia sáng từ môi trường tới mặt phẳng phân cách pháp tuyến mặt phân cách môi trường r: góc tia sáng từ mặt phẳng phân cách môi trường pháp tuyến mặt phân cách môi trường n1: chiết suất môi trường n2: chiết suất môi trường Hình 5: Hiện tượng khúc xạ ánh sáng (nguồn: Wikipedia) 3.2 Hiện tượng khúc xạ ngược - Là tượng khúc xạ xảy môi trường có chiết suất mang giá trị âm Khi đó, tia khúc xạ thu môi trường đối xứng với tia khúc xạ thu trường hợp bình thường qua pháp tuyến mặt phân cách - Hiện tượng tạo sử dụng metamaterial (một loại vật chất nhân tạo mà tính chất phụ thuộc vào cấu trúc nhiều thành phần cấu tạo) chúng thiết kế để đại lượng: độ từ thẩm µ số điện môi ε có giá trị âm Hình 6: Hiện tượng khúc xạ ngược (nguồn: www.nature.com) 14 Tìm hiểu tạo ảnh quang - Từ tượng này, người ta nêu ý tưởng thấu kính hoàn hảo vật liệu mỏng với chiết suất n=-1, cho khả hội tụ chùm tia xạ trường gần, điều mà thấu kính thường làm tượng nhiễu xạ Tấm vật liệu làm cho chùm tia trường gần hội tụ lần bên lần bên nó, cho khả tạo ảnh kích thước bước sóng Tinh thể quang tử 2D 4.1 Tinh thể quang tử - Tinh thể quang tử (PhCs) cấu trúc nano quang học có ảnh hưởng đến lan truyền hạt photon giống cách mà tinh thể bán dẫn tác động lên chuyển động electron - Tinh thể quang tử tạo thành từ cấu trúc nano điện môi kim loại điện môi thiết kế để tác động lên lan truyền sóng điện từ tương tự cách mà hố lượng tuần hoàn tinh thể bán dẫn tác động lên chuyển động electron, tức tạo cấu trúc lượng trạng thái photon tinh thể - Khi ánh sáng vào bên lớp tinh thể quang tử, photon qua vùng mà có số khúc xạ cao chất điện môi trải vùng có số khúc xạ thấp Nếu có chênh lệch lớn số khúc xạ vùng phần lớn ánh sáng bị giữ lại chất điện môi Điều dẫn tới hình thành vùng lượng bị phân cách vùng cấm, vùng cấm gọi vùng bandgap - Việc chế tạo tinh tể quang tử dựa số chiều mà vùng bandgap tinh thể tồn 15 Tìm hiểu tạo ảnh quang Hình 7: Cấu trúc tinh thể quang (nguồn: www.intechopen.com) - Cấu trúc band tinh thể quang tử xác định tính chất quang học (truyền tải, phản xạ, phụ thuộc góc) Vùng bandgap lượng tử ánh sáng xác định qua định luật thực nghiệm, từ tạo tinh thể quang tử mong muốn phù hợp với ứng dụng thực tiễn Hình 8: Cấu hình vùng lượng quang (nguồn: Alphard.ethz.ch) 16 Tìm hiểu tạo ảnh quang - Vì tinh thể quang tử không cho ánh sáng truyền qua số dải tần số định nên kiểm soát ánh sáng tạo Điều dẫn đến tượng ngăn cản phát xạ tự phát, gương định hướng có độ phản xạ cao hay ống dẫn sóng có độ tổn hao thấp 4.2 Tinh thể quang tử 2D - Cấu trúc tinh thể quang tử 2D có cấu trúc hình tam giác hình vuông: Hình 9: Cấu trúc tinh thể quang tử 2D cấu trúc hình vuông (trái) tam giác (phải) (nguồn: www.intechopen.com) - Các tham số quan trọng vật liệu tinh thể quang tử 2D: a: Khoảng cách mắt lưới r: Bán kính lỗ ε: Hằng số điện môi vật liệu - Nhờ vào thay đổi tham số a r thay đổi tính chất vật liệu tinh thể quang theo mong muốn  Kết luận chương: Những khái niệm vừa trình bày giúp hiểu thêm tạo ảnh tính chất thấu kính, tinh thể quang tử nhằm phục vụ cho chương trình bày 17 Tìm hiểu tạo ảnh quang Chương 2: Thí nghiệm tạo ảnh tinh thể quang tử 2D X Wang, Z F Ren K Kempa Các thí nghiệm giải thích khả tạo ảnh siêu thấu kính không bị hạn chế vật liệu tinh thể quang tử chiều có cấu trúc hình tam giác Để làm điều đó, họ khảo sát nguồn sáng đơn sắc điểm tạo ảnh phiến kính làm từ tinh thể quang tử chiều từ tia khúc xạ ánh sáng tuân theo định luật Snell bề mặt phân cách với hệ số khúc xạ đẳng hướng n= -1 truyền ánh sáng bên tinh thể Sau đó, họ so sánh khả tạo ảnh với siêu thấu kính vật liệu tinh thể quang tử chiều cấu trúc hình vuông dải lượng tinh thể, nơi mà kết phản ứng điện môi bất đẳng hướng, từ dẫn tới khả tạo ảnh bị giới hạn Thí nghiệm với tinh thể quang tử 2D có cấu trúc vuông - Tinh thể quang tử 2D có cấu trúc vuông thường chọn nghiên cứu khúc xạ ngược - Ở đây, thí nghiệm chọn tham số tinh thể là:  Bán kính lỗ r = 0.35a  Hằng số điện môi ε=12  Tần số chuẩn hóa ɷ = 0.192 18 Tìm hiểu tạo ảnh quang Hình 10: Cấu trúc vùng lượng quang tinh thể quang tử 2D cấu trúc hình vuông với phân cực sóng TE (nguồn: alphard.ethz.ch) - Trong cấu trúc tinh thể này, tượng khúc xạ ngược với góc tới (AANR) thường xảy đỉnh vùng lượng thứ (điểm M) biểu thị đường ɷ = ɷ1 Hình 10 cho thấy đường tần số không đổi ɷ = ɷ1 thu vượt qua vùng lượng thứ Thực tế, đường (ứng với ɷ = 0.192) dạng hình tròn, điều có nghĩa truyền sóng vật liệu bất đẳng hướng Như vậy, không tồn hệ số khúc xạ đẳng hướng vật liệu này, thay vào tenxo biểu thị khúc xạ sử dụng Thực chất, vật liệu này, ánh sáng không truyền theo đường thẳng mà truyền theo hướng ΓΜ (hướng vuông góc với mặt phẳng vật liệu) vận tốc nhóm truyền sóng theo hướng lớn trường hợp truyền thẳng Điều phù hợp với lập luận dựa tính không đẳng hướng đường tần số ngang 19 Tìm hiểu tạo ảnh quang Hình 11: (a) Các sơ đồ truyền (phân bố từ trường không gian) tinh thể quang tử 2D vuông với độ dày chung điểm nguồn có tần số  = 1 =0.192 (b) Bản phác thảo quang hình học tương ứng (nguồn: www.osapublising.org) - Tạo điểm nguồn sóng hình trụ với tần số ɷ = ɷ1 thời điểm t=0 bên bên trái tinh thể quang tử, tính toán mô hình thực tế điểm thời gian t sau Hình 10 cho thấy mô hình từ trường tính toán trạng thái ổn định (t->∞) cho độ dày khác mặt phẳng, chứng minh vị trí ảnh nguồn không tuân theo quang hình học, hiệu ứng xảy ra, khoảng cách hình ảnh từ bề mặt phải lớn vật liệu dày Điều minh họa hình 11 cách phác thảo tia quang học hình học - Khi tăng khoảng cách từ nguồn đến bề mặt vật liệu hình ảnh biến bên vật liệu 20 Tìm hiểu tạo ảnh quang - Trong trường hợp này, độ phân giải không gian tính độ rộng tối đa nửa cực đại (FWHM): ts= 0.3λ Điều cho thấy siêu thấu kính vật liệu tinh thể quang tử 2D cấu trúc vuông bị giới hạn * Kết luận: truyền sóng tinh thể quang tử 2D cấu trúc vuông bất đẳng hướng tinh thể bị hạn chế, hình thành hình ảnh chế độ “highly non-geometric near-lens” Thí nghiệm với tinh thể quang tử 2D có cấu trúc tam giác - Với cấu trúc tinh thể này, chọn tham số:  Bán kính lỗ r = 0.4a  Hằng số điện môi ε=12.96  Tần số chuẩn hóa ɷ = 0.305 Hình 12: Cấu trúc vùng lượng quang tinh thể quang tử 2D cấu trúc hình tam giác với phân cực sóng TM (nguồn: alphard.ethz.ch) - Cấu trúc dải quang tử với chế độ phân cực từ ngang TM (điện trường song song với lỗ hình trụ) trình bày hình 12 Đường thẳng ɷ = ɷ2 cho thấy tần số lớn siêu thấu kính 21 Tìm hiểu tạo ảnh quang - Nhìn vào sơ đồ vùng lượng tinh thể quang tử 2D cấu trúc tam giác, ta thấy đường đẳng ɷ = 0.305 có dạng hình tròn Do truyền sóng vật liệu đẳng hướng hay tồn giá trị chiết suất đẳng hướng n= -1 cho phép ánh sáng truyền thẳng vật liệu Từ đó, trình tạo ảnh bên vật liệu tuân theo quang hình học Hình 13: Các sơ đồ truyền (phân bố điện trường không gian) tinh thể quang tử 2D tam giác thay đổi vị trí nguồn độ dày tấm, tần số nguồn điểm ω2 = 0,305 (nguồn: www.osapublising.org) - Hình 13 cho thấy sơ đồ truyền trường hợp này, cho nhiều vị trí nguồn điểm, độ dày vật liệu Ta thấy thay đổi độ dày vật liệu hay khoảng cách nguồn sáng vật liệu kết tuân theo quang hình học - Bây giờ, tinh thể quang tử hoạt động giống phương tiện truyền sóng siêu việt với n = -1 siêu thấu kính không bị giới hạn Bằng việc vẽ đồ thị cường độ ánh sáng qua ảnh, nhận phân giải không gian trường hợp khoảng tH = 0.4λ - Để làm rõ khả tạo ảnh siêu thấu kính, người ta khảo sát khả tạo ảnh điểm nguồn đặt trước vật liệu theo chiều ngang 22 Tìm hiểu tạo ảnh quang dọc sau giảm khoảng cách nguồn xuống bước sóng để kiểm tra khả phân giải nửa bước sóng siêu thấu kính Kết thu được: Hình 14: Cường độ sáng điểm ảnh với khoảng cách khác (nguồn: www.osapublising.org) * Kết luận: : truyền sóng tinh thể quang tử 2D cấu trúc tam giác đẳng hướng với n = -1 tinh thể không bị hạn chế, hình thành ảnh không bị ảnh hưởng khoảng cách nguồn, độ dày vật liệu  Kết luận chương: chương giúp ta thấy khác tính ưu việt tinh thể quang tử 2D cấu trúc tam giác so với tinh thể quang tử 2D cấu trúc vuông với vai trò siêu thấu kính 23 Tìm hiểu tạo ảnh quang KẾT LUẬN Qua thí nghiệm thực hiện, rút kết luận trình tạo ảnh bị giới hạn với vật liệu tinh thể quang tử 2D cấu trúc vuông hoạt động chế độ AANR trình tạo ảnh thực chế độ near-lens (khoảng cách từ nguồn đến vật liệu nhỏ khoảng cách mắt lưới) Ngược lại, tinh thể quang tử 2D cấu trúc tam giác hoạt động metamaterial đẳng hướng với hệ số khúc xạ n= -1 siêu thấu kính không bị giới hạn 24 Tìm hiểu tạo ảnh quang PHỤ LỤC Hình 1: Một số loại thấu kính Hình 2: Mô tạo ảnh thấu kính hội tụ Hình 3: Mô tượng nhiễu xạ Hình 4: Siêu thấu kính 13 Hình 5: Hiện tượng khúc xạ ánh sáng 14 Hình 6: Hiện tượng khúc xạ ngược 14 Hình 7: Cấu trúc tinh thể quang 16 Hình 8: Cấu hình vùng lượng quang 16 Hình 9: Cấu trúc tinh thể quang tử 2D cấu trúc hình vuông tam giác 17 Hình 12: Cấu trúc vùng lượng quang tinh thể quang tử 2D cấu trúc hình vuông với phân cực ……………………………………………………………19 Hình 13: (a) Các sơ đồ truyền (phân bố từ trường không gian) tinh thể quang tử 2D vuông với độ dày chung điểm nguồn có tần số  = 1 =0.192 (b) Bản phác thảo quang hình học tương ứng ………………………………….20 Hình 12: Cấu trúc vùng lượng quang tinh thể quang tử 2D cấu trúc hình tam giác với phân cực sóng TM……………………………………………… 21 Hình 13: Các sơ đồ truyền (phân bố điện trường không gian) tinh thể quang tử 2D tam giác thay đổi vị trí nguồn độ dày tấm, tần số nguồn điểm ω2 = 0,305………………………………………………… ………….22 Hình 14: Cường độ sáng điểm ảnh với khoảng cách khác 23 25 Tìm hiểu tạo ảnh quang TÀI LIỆU THAM KHẢO Tinh thể quang tử https://vi.wikipedia.org/wiki/Tinh_th%E1%BB%83_quang_t%E1%BB%AD Unrestricted superlensing in a triangular two dimensional photonic crystal X Wang, Z F Ren and K Kempa Negative refraction - https://en.wikipedia.org/wiki/Negative_refraction http://www.intechopen.com/books/advances-in-photonic-crystals/photoniccrystal-ring-resonator-based-optical-filters Introduction to Photonic Crystals: Bloch’s Theorem, Band Diagrams, and Gaps (But No Defects) - Steven G Johnson and J D Joannopoulos, MIT http://ab-initio.mit.edu/photons/tutorial/photonic-intro.pdf 26 ... khả tạo ảnh siêu thấu kính không bị hạn chế vật liệu tinh thể quang tử chiều có cấu trúc hình tam giác Để làm điều đó, họ khảo sát nguồn sáng đơn sắc điểm tạo ảnh phiến kính làm từ tinh thể quang. .. quang tử tạo ảnh vật thể có kích thước bước sóng (subwavelenth) Để làm rõ điều này, tập lớn, chúng em tìm hiểu Khả tạo ảnh siêu thấu kính vật liệu tinh thể quang 2D tam giác không bị hạn chế ”... trưng thấu tính truyền thống để tìm hạn chế khả tạo ảnh giới hạn phân giải trình tạo ảnh Siêu thấu kính - Siêu thấu kính (superlens) ống kính mà sử dụng siêu vật liệu cho khả vượt giới hạn nhiễu