Phát triển nguồn laser NdYAG biến điệu độ phẩm chất buồng cộng hưởng thụ động tích hợp trong hệ lidar di động quan trắc mây ti tầng cao

LỜI CAM ĐOAN Luận văn với tiêu đề “ Phát triển nguồn Laser Nd: YAG biến điệu độ phẩm chất buồng cộng hưởng thụ động tích hợp trong hệ Lidar di động quan trắc mây Ti tầng cao” được thực h

MÂY Ti TẦNG CAO

LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÍ

THÁI NGUYÊN - 2018

I I

LỜI CAM ĐOAN

Luận văn với tiêu đề “ Phát triển nguồn Laser Nd: YAG biến điệu độ phẩm

chất buồng cộng hưởng thụ động tích hợp trong hệ Lidar di động quan trắc mây Ti tầng cao” được thực hiện tại Viện Vật lý- Viện Hàn lâm khoa học và Công nghệ

Việt Nam dưới sự hướng dẫn của TS Bùi Văn Hải

Tôi xin cam đoan toàn bộ nội dung khoa học trình bày trong luận văn là côngtrình nghiên cứu của tôi dưới sự hướng dẫn của TS Bùi Văn Hải và sự giúp đỡ củanhóm Lidar mà trưởng nhóm là PGS TS Đinh Văn Trung Các số liệu và kết quảnêu trong luận văn là trung thực và chưa được công bố trước đây cả trong và ngoàinước

Thái Nguyên, tháng 11 năm 2018

Học viên

Vũ Thị Hoàn

Đặc biệt, em xin chân thành cảm ơn TS Bùi Văn Hải đã tận tâm chỉ bảo

hướng dẫn em trong suốt quá trình em thực hiện luận văn tại Viện Vật lí - Viện Hànlâm khoa học và Công nghệ Việt Nam, nhờ có những lời hướng dẫn dạy bảo củathầy, luận văn này của em đã có được kết quả tốt Em cũng muốn gửi lời cảm ơn tớinhóm Lidar mà trưởng nhóm là PGS.TS Đinh Văn Trung đã tạo điều kiện giúp đỡ

em trong quá trình nghiên cứu, đo đạc và xử lý số liệu tại Viện Hàn lâm Khoa họcViệt Nam

Trong quá trình làm luận văn không tránh khỏi những thiếu sót, em rất mongnhận được góp ý của quý Thầy Cô và các bạn lớp K10B1 để luận văn của em đượchoàn thiện hơn

Học viên

Vũ Thị Hoàn

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT VÀ TIẾNG ANH

3

ngữ Tiếng Anh Tiếng Việt

laser Light Amplification by Stimulated

Emission of Radiation Bộ khuếch đại ánh sáng bằng phát xạ kích thíchLidar Light detection and ranging Cảm biến quang học và đo xaPMT Photomultiplier Tube Ống nhân quang điện

APD Avalanche photodiode Điốt quang thác lũ

ADC Analog to digital converter Bộ chuyển đổi tương tự - số

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1: Các thông số của một số môi trường laser Neodymium [5 tr 372, 3] .5Bảng 2.1: Thành phần và nồng độ chất khí trong khí quyển Trái đất [13, 1] .15Bảng 2.2: Phân nhóm các tầng mây chủ yếu [15, 2] 17Bảng 2.3: Phân hạng mây quốc tế theo hình dạng và độ cao của mây [15, 1, 2] 18Bảng 2.4: Các thông số đặc trưng khối phát của hệ Lidar Raman nhiều bước

sóng [1] 30Bảng 2.5: Các thông số đặc trưng khối thu của hệ Lidar Raman& đàn hồi [1]

32

Bảng 3.1 Thông số kỹ thuật cơ bản của khối phát laser di động .43Bảng 3.2 Thông số quang đặc trưng của lớp mây Ti xác định từ tín hiệu đàn hồi

của hệ lidar di động 52

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1: Cấu trúc mức năng lượng của môi trường laser Nd:YAG [5 tr 5, 3] 7

Hình 1.2: Phổ hấp thụ của môi trường Nd:YAG đo ở nhiệt độ 300 0K [5 tr 208, 3] 7

Hình 1.3 Công tua khuếch đại laser và độ rộng vạch bức xạ của các mode dọc [5, 3] 8

Hình 1.4: Quá trình phát xung ML với bộ hấp thụ bão hòa chậm [3, 5], 10

Hình 1.5: BCH laser và quá trình phát xung khóa mode với bộ SA chậm [8] .11

Hình 2.1: Biểu đồ mô tả tỉ lệ các chất khí trong khí quyển Trái Đất [13, 1] .15

Hình 2.2: Mô tả sự hình thành mây: khi không khí càng lên cao nhiệt độ càng giảm Mây hình thành khi hơi nước lạnh bên dưới điểm sương [14] 16

Hình 2.3: Phân bố các loại mây trong tầng đối lưu theo hiệp hội khí tượng thế giới MWO [16, 2] 20

Hình 2.4: Một số hình ảnh Mây tầng tích [17, 2] 21

Hình 2.5: Một số hình ảnh Mây vũ tầng [17, 2] 21

Hình 2.6: Một số hình ảnh Mây tích [2, 19] .22

Hình 2.7: Một số hình ảnh Mây tầng [2, 20] 22

Hình 2.8: Một số hình ảnh Mây vũ tích [2, 21] 23

Hình 2.9: Một số hình ảnh Mây trung tích [2, 21] 23

Hình 2.10: Một số hình ảnh Mây trung tầng [2, 19] 24

Hình 2.11: Một số hình ảnh Mây Ti tích [1, 2, 22] 24

Hình 2.12: Một số hình ảnh Mây Ti tầng [2, 23] .25

Hình 2.13: Một số hình ảnh về Mây Ti [2, 24] .25

Hình 2.14: Sơ đồ khối hệ Lidar xây dựng tại Viện Vật lý [1] .29

Hình 2.15: Hình ảnh hệ Lidar sử dụng laser Nd: YAG bao gồm: kính thiên văn, khối phát laser và máy tính ghi nhận dữ liệu [1] .31

Hình 2.16: a): Khoảng không gian tín hiệu đàn hồi đã chuẩn hóa theo khoảng cách đo sụt giảm mạnh nhất được hiểu là vị trí đỉnh của lớp son khí bề mặt, b): Đồ thị hàm H(z) tương ứng đạt cực tiểu tại vị trí đỉnh lớp son khí [35] 35

Hình 3.1: Khối mạch điện cao thế cấp nguồn cho đèn flash, mạch điện tử điều khiển thay đổi tần số xung phát và cường độ xung laser phát, khối thu sử dụng ăng ten quang telescope hiệu Meade 200 mm, ADC 12 bit và máy tính ghép nối để lưu dữ liệu nhận được [25] 39

Hình 3.2: Buồng cộng hưởng Fabry-Perot, bổ sung thêm phin lọc không gian và

tinh thể nhân tần BBO cho phép phát xung laser họa ba bậc hai tại bước sóng 532 nm [25] .41Hình 3.3 Trong hình A trường hợp kích thước chùm tia ~ 4 mm tương đương góc

mở 2,5 mrad và trong hình B là trường hợp kích thước chùm tia ~ 1 mm tương ứng với góc mở chùm tia dưới 1 mrad .42Hình 3.4: Mức cường năng lượng xung tại bước sóng 532 nm thay đổi theo thông

số điều khiển [25] 42Hình 3.5: A) Cận ảnh của hệ lidar di động được gắn trên bàn giảm chấn thực hiện

đo đạc trong Quang Bình B) BCH của laser được mở ra để lắp đặt cácchi tiết quang học .44Hình 3.6: A) Hệ lidar gồm khối phát laser xung và telescope loại Cassegrain với giá

đỡ cố định B) Hình ảnh hệ triển khai trong đo đạc thực tế ngoài trời

44

Hình 3.7 Hai tín hiệu đàn hồi ghi nhận bởi hệ lidar di động trong cùng khoảng

thời gian 50 phút tương đương với 50000 xung laser 45Hình 3.8 Là kết quả phép đo phân bố mật độ vật chất trong đám mây trôi qua vị

trí đo theo thời gian từ 15 h tới 17h 30 phút tại Hà Nội .47Hình 3.9 Hình ảnh mây Ti tầng cao được ghi nhận tại Quảng Bình bằng hệ lidar

đàn hồi sử dụng laser xung di động được chế tạo tại Việt Nam .48Hình 3.10 Hình ảnh mây Ti tầng cao được nghi nhận tại thành phố Hồ Chí Minh

bằng hệ lidar đàn hồi sử dụng laser xung di động .48Hình 3.11: Đồ thị cho phép xác định độ cao đỉnh và đáy lớp mây Ti kết quả phép

đo được lấy lấy trung bình từ 50000 xung laser tương đương 50 phútquan trắc ở chế độ đếm photon được thực hiện tại Quảng Bình sử dụng

hệ lidar di động .49Hình 3.12: Đồ thị thể hiện tiết hệ số tán xạ ngược của lớp mây Ti theo thuật toán

Fernald [1] 50Hình 3.13: Tỷ số tán xạ ngược của lớp mây Ti so với lớp phân tử khí từ 10 km tới

18 km .50Hình 3.14: Sự thay đổi độ sâu quang học của lớp khí quyển có mây Ti trong miền từ

7 tới 18 km, độ sâu quang học đã được chuẩn hóa về 1 đơn vị trên toàn miền dưới 18 km .51

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT VÀ TIẾNG ANH ii

DANH MỤC CÁC BẢNG iv

DANH MỤC CÁC HÌNH v

MỤC LỤC vii

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: LASER Nd:YAG CÔNG SUẤT CAO 4

1.1 Tổng quan về laser rắn và các ứng dụng .4

1.1.1 Tổng quan về laser rắn 4

1.1.2 Ứng dụng laser rắn trong nghiên cứu 6

1.2 Mô hình laser Nd:YAG điều tần thụ động với buồng cộng hưởng Fabry-perot .7

1.2.1 Môi trường laser Nd:YAG 7

1.2.2 Tính toán lý thuyết cho laser Nd: YAG với buồng cộng h ưởng Fabry- perot .8

CHƯƠNG 2: VAI TRÒ CỦA SON KHÍ TRONG TẦNG ĐỐI LƯU VÀ KỸ THUẬT LIDAR .14

2.1 Cấu trúc khí quyển và vai trò của mây Ti 14

2.1.1 Cấu trúc khí quyển 14

2.1.2 Quá trình hình thành và vai trò của mây Ti 16

2.1.3 Vai trò của mây Ti đối với khí quyển tầng đối lưu 26

2.2 Kỹ thuật Lidar 28

2.2.1 Khối phát .29

2.2.2 Khối thu 30

2.2.3 Kỹ thuật đo tương tự 32

2.2.4 Kỹ thuật đếm photon .33

2.3 Xử lý số liệu xác định các đặc trưng cơ bản của mây Ti 33

CHƯƠNG 3: THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA LASER XUNG Nd:YAG ĐÃ

CHẾ TẠO VÀ CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU MÂY TI SỬ DỤNG

HỆ LIDAR DI ĐỘNG 38

3.1 Thông số kỹ thuật của laser Nd:YAG di động 38

3.1.1 Khối điện tử 38

3.1.2 Khối quang học 39

3.1.3 Đặc trưng mode ngang và kích thước chùm tia laser 41

3.1.4 Đặc trưng công suất laser tại bước sóng 532 nm 42

3.2 Kết quả quan trắc mây Ti tầng cao sử dụng hệ lidar di động .44

3.2.1 Đánh giá chất lượng tín hiệu của hệ lidar di động 45

3.2.2 Đặc trưng phân bố không gian của mây Ti tầng cao 46

3.2.3 Các đặc trưng vi mô của mây Ti tầng cao 48

3.3 Kết luận chương 3 52

KẾT LUẬN 54

DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ 55

TÀI LIỆU THAM KHẢO 56

PHỤ LỤC 60

MỞ ĐẦU

Nhu cầu sử dụng nguồn laser xung công suất cao phát bức xạ trong miền ánhsáng nhìn thấy và vùng tử ngoại gần hiện nay là rất lớn bởi được ứng dụng phổ biếntrong nghiên cứu các hiệu ứng quang phổ nhanh Đặc biệt nguồn bơm xung càng có

ý nghĩa hơn trong điều kiện nghiên cứu tại Việt Nam, khi các nguồn phát laser xungtrong miền bước sóng ngắn dạng rắn công suất cao thường được sử dụng là các lasercông nghiệp của hãng Quantel với chất lượng tốt nhưng giá thành quá cao so vớiđiều kiện đầu tư cho nghiên cứu của các trung tâm, các viện và các trường đại học.Việc chế tạo các laser rắn công suất cao có tính năng di động càng trở thành mộtnhiệm vụ cấp bách và khó khăn hơn đối với các nghiên cứu ứng dụng cần di chuyểnliên tục, cần thay đổi các thông số kỹ thuật của laser trên một dải rộng

Xuất phát từ thực tế đó, nhóm tác giả đề tài đã đặt ra mục tiêu nghiên cứu làlàm chủ hoàn toàn thiết kế, chế tạo và lắp ráp hệ laser Nd:YAG công suất cao phátxung có thể thay đổi nhiều thông số kỹ thuật đồng thời và có khả năng hoạt động ổnđịnh trong quá trình di động Để khẳng định rằng sản phẩm chế tạo hoạt động theođúng thông số kỹ thuật, nhóm nghiên cứu tiếp tục tích hợp khối laser vào trong hệlidar di động phục vụ cho mục đích nghiên cứu khí quyển tầng cao tại nhiều nơinhằm phát triển hướng nghiên cứu chính của nhóm trong lĩnh vực khí quyển và môitrường bằng kỹ thuật lidar

Ở nước ta hiện nay kỹ thuật Lidar đã được triển khai ứng dụng bởi nhiềunhóm nghiên cứu khác nhau và đã thu được một số thành tựu bước đầu trong cảcác mục đích quân sự, nghiên cứu môi trường và dự báo khí tượng thủy văn Tuy nhiên mong muốn làm chủ hoàn toàn một hệ lidar di động lần đầu chế tạohoàn toàn tại Việt Nam vẫn là một mơ ước mà chưa một nhóm nghiên cứu nào giảiquyết được Bởi thế, việc chế tạo một laser phát xung ánh sáng xanh với công suấttới hàng trăm mJ, tần số lặp lại cỡ 10 Hz với độ rộng xung cỡ vài chục ns là yêucầu trước tiên dần hiện thực hóa mơ ước đó

Vì những lý do ấy, tác giả và nhóm nghiên cứu đã mạnh dạn lựa chọn mục tiêu

và lấy tên của luận văn là: “Phát triển nguồn laser Nd:YAG biến điệu độ phẩm chất

buồng cộng hưởng thụ động tích hợp trong hệ lidar di động quan trắc mây Ti tầng cao” Luận văn được thực hiện với mục đích và đối tượng nghiên cứu cụ thể sau:

Mục đích của luận văn:

 Thực hiện thiết kế, chế tạo và cải tiến nhằm chủ động hoàn toàn khối laserphát xung công suất cao tại bước sóng 1064 nm và 532 nm với các thông số kĩ thuậtnhư tần số lặp lại, công suất phát, kích thước chùm tia, góc mở chùm tia có thể điềuchỉnh trong một khoảng cố định

 Tích hợp khối phát xung công suất cao trong 01 hệ lidar có khả năng di độngphục vụ các mục đích quan trắc khí quyển tầng cao trên 20 km

 Tìm hiểu nguyên lý, cấu trúc các thông số kỹ thuật của hệ lidar tán xạ đàn

Đối tượng nghiên cứu của luận văn:

 Nghiên cứu cấu tạo, thiết kế mạch điện tử điều khiển cho laser rắn Nd:YAGphát xung tần số thấp

 Nghiên cứu thiết kế cấu trúc buồng cộng hưởng quang, nâng cao chất lượngchùm tia laser với góc mở nhỏ dưới 2 mrad

 Lắp đặt tích hợp nguồn laser trong hệ Lidar khảo sát khí quyển đơn kênh tínhiệu đàn hồi tới 20 km

 Xử lý tín hiệu xác định một số thông số quang đặc trương của lớp mây Titầng cao qua đó đánh giá chất lượng hệ lidar cũng như xác nhận chất lượng chùm tia

và khối phát laser đã chế tạo

Luận văn được chia thành 3 chương gồm:

Chương 1: LASER Nd:YAG CÔNG SUẤT CAO

Chương 1, chúng tôi đã trình bày những tìm hiểu tổng quan về laser và cụ thể

là laser rắn với môi trường hoạt chất là tinh thể Nd: YAG Những kết quả nghiêncứu lý thuyết với mô hình laser Nd:YAG điều tần thụ động sử dụng tinh thể hấp thụbão hòa chậm với buồng cộng hưởng Fabry-Perot

Chương 2: VAI TRÒ CỦA SON KHÍ TRONG TẦNG ĐỐI LƯU VÀ KỸ

THUẬT LIDAR

Chúng tôi trình bày những hiểu biết cơ bản về cấu trúc khí quyển bao quanhTrái đất, những thông số cơ bản như thành phần vật chất trong miền khí quyển, tổngkhối lượng, sự hình thành, ảnh hưởng của sinh quyển tới khí quyển và ảnh hưởngcũng như vai trò trực tiếp của khí quyển tới sinh quyển Trong đó tác giả tập trungluận giải về vai trò của lớp son khí tầng cao, đó là lớp mây Ti với độ cao phân bố từ

6 – 18 km, diện tích bao phủ khoảng 30% tổng diện tích khí quyển Trái đất, và vaitrò của chúng đối với các mô hình dự báo thời tiết hiện đại Bên cạnh đó, chúng tôicũng trình bày nguyên lý hoạt động và cấu tạo cơ bản của một hệ lidar đàn hồi, hoạtđộng cả chế độ tương tự và đếm photon

Chương 3: THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA LASER XUNG Nd:YAG VÀ CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU MÂY TI SỬ DỤNG HỆ LIDAR DI ĐỘNG

Chương 3, chúng tôi trình bày 2 phần kết quả chính của luận văn Phần thứ nhất

trình bày về kết quả nghiên cứu chế tạo và những cải tiến được thực hiện trên khốiphát laser Nd: YAG công suất cao với đặc tính dễ tháo lắp, công suất cao đáp ứngđược mục đích nghiên cứu di động trong hệ lidar sử dụng quan trắc cho khí quyểntầng đối lưu Phần thứ hai chúng tôi trình bày những kết quả xác định một số đặctrưng vĩ mô và vi mô cơ bản của lớp mây Ti tầng cao từ tín hiệu của hệ lidar di động

sử dụng khối phát laser đã được cải tiến

CHƯƠNG 1: LASER Nd:YAG CÔNG SUẤT CAO

Chương 1, tôi trình bày tổng quan các nghiên cứu lý thuyết về mô hình laserNd:YAG điều tần thụ động sử dụng tinh thể hấp thụ bão hòa trong buồng cộnghưởng loại Fabry-Perot

1.1 Tổng quan về laser rắn và các ứng dụng

1.1.1 Tổng quan về laser rắn

Laser, một phát minh vĩ đại của thế kỉ XX đã và đang chứng tỏ vai trò trong sựphát triển của khoa học kĩ thuật cũng như trong các ứng dụng của nhiều ngành khoahọc kỹ thuật

Ngay từ khi laser mới xuất hiện, việc nghiên cứu laser phát xung ngắn đã đượcquan tâm Cuối những năm 1960, xuất hiện các laser biến điệu độ phẩm chất buồngcộng hưởng cho phép phát xung “khổng lồ” có độ rộng xung cỡ nano-giây Sự pháttriển các laser xung cực ngắn đã dẫn đến sự ra đời và phát triển các phương phápquang phổ laser phân giải thời gian Phương pháp này cho phép làm sáng tỏ các quátrình quá độ cực nhanh xảy ra trong vật lý, sinh học, hóa học Đây là một lĩnh vựckhoa học hiện đại đã và đang phát triển mạnh mẽ trên thế giới mà điều kiện tiênquyết cho các nghiên cứu này là các nguồn laser xung cực ngắn

Các laser rắn phát xung ngắn, trong các loại laser rắn thì laser Neodymium

chiếm một tỉ phần lớn trên thị trường sử dụng - là một nguồn kích thích quang họcquan trọng đã và đang được sử dụng rộng rãi trong các phòng thí nghiệm quang học

và quang phổ trên thế giới cũng như ở Việt Nam Trong điều kiện nghiên cứu tạiViệt Nam nhu cầu sử dụng laser rắn Neodymium trong nghiên cứu với các quá trìnhđộng học, các hiện tượng cực nhanh đang được nhiều phòng thí nghiệm quan tâm

và có nhu cầu sử dụng rộng rãi và cấp thiết

Để phát các xung laser ngắn chúng ta có thể sử dụng các kỹ thuật như: biếnđiệu độ phẩm chất, chiết tách năng lượng buồng cộng hưởng và các kỹ thuật khóamode trong buồng cộng hưởng… Ở nước ta hiện nay, việc phát triển vật lý và côngnghệ laser rắn xung ngắn có ý nghĩa khoa học công nghệ cao và có tính ứng dụngthực tiễn Điều đó được thể hiện rõ hơn trong các lĩnh vực cụ thể như sau:

Vấn đề thứ nhất, nó cho phép chúng ta làm chủ khoa học và công nghệ laserxung ngắn, tạo tiền đề cho các nghiên cứu phát triển các phương pháp quang phổ hiện đại.

Vấn đề thứ hai, trực tiếp đào tạo những cán bộ khoa học đủ năng lực làm việctrong lĩnh vực khoa học công nghệ thuộc lĩnh vực quang học quang tử

Vấn đề thứ ba, việc tự xây dựng các hệ laser rắn phát xung cực ngắn tại Việt

Nam sẽ cho phép tiết kiệm chi phí đáng kể vì các hệ laser xung cực ngắn thươngmại rất đắt tiền và khó phù hợp với phần lớn các trung tâm, viện và trường đại học

do còn nhiều khó khăn và ít có sự đầu tư thích đáng cho các nghiên cứu dài hơi.Cùng với sự phát triển của công nghệ laser, khả năng chúng ta hoàn toàn có thểxây dựng một hệ laser rắn (Neodymium) phát xung cực ngắn bơm bằng đèn flash tạiViệt Nam Môi trường laser Neodymium là môi trường laser tinh thể được sử dụngkhá phổ biến hiện nay Môi trường nền chủ yếu thường là tinh thể Y3Al5O12 (viết tắt

là YAG), trong đó các ion Y3+ được thay thế bởi các ion Nd3+

Các thông số quang học chính của các môi trường laser Neodymium được trìnhbày trong bảng 1.1 sau đây:

Bảng 1.1: Các thông số của một số môi trường laser Neodymium [5 tr 372, 3].

Nd:YAG

 = 1064nm

Nd:YVO4

 = 1064nm

Nd:YLF

 = 1053nm

Nd:glass

 = 1054nmNồng độ pha tạp

n = 1,54

Trong đó: Nt là mật độ của ion Neodymium;  là thời gian sống huỳnh quang;

 là độ rộng phổ laser; e là tiết diện phát xạ cưỡng bức

Các laser Neodymium hoạt động trên nguyên lý laser 4 mức, chuyển dịch

Tùy theo việc pha tạp vào các nền quang học khác nhau mà các mức năng lượngtham gia quá trình laser bị suy biến, vì vậy chúng ta thấy rằng trong các môi trườngYAG chuyển dịch quang học có xác suất lớn nhất ứng với bước sóng 1064 nm [3]

1.1.2 Ứng dụng laser rắn trong nghiên cứu

Với nhiều ưu điểm nổi bật của laser rắn như:

a Bền chắc về cấu trúc lý hóa, đảm bảo cho sức bền của buồng hoạt chất hoạtđộng ổn định trong thời gian làm việc lâu dài và trong điều kiện hoạt động khắcnghiệt của hoạt chất cũng như môi trường làm việc của laser

b Cấu trúc hoạt chất có thể là tinh thể nuôi cấy tự nhiên hoặc nhân tạo cũng cóthể là môi trường vô định hình thuận lợi về mặt công nghệ và có khả năng sản xuấthàng loạt

c Tính đồng nhất quang học trong chế tạo công nghiệp đảm bảo tính đối xứng,tiêu hao năng lượng bơm cũng như độ phẩm chất BCH lớn Thuận lợi cho điều kiệnngưỡng bơm của laser không cần quá cao, dẫn tới dễ vận hành và tính kén chọnphương pháp bơm dễ dàng hơn

d Chất nền thường là thủy tinh, pha tạp ion đất hiếm với hàm lượng cỡ vài %

do vậy môi trường hoạt chất gần như là trong suốt với bức xạ bơm quang và bức xạphát laser

e Do đặc tính đồng nhất và chịu nhiệt cao của nền hoạt chất mà laser loại rắn

có thể hoạt động trong miền nhiệt độ rộng, tính ổn định tốt khi hoạt động trong thờigian dài

f Vì là dạng rắn nên hoạt chất thuận tiện hơn trong việc gia công bề mặt để tạobuồng cộng hưởng với nhiều hình dạng khác nhau phù hợp với các ứng dụng yêucầu kích thước laser khác nhau và loại bơm khác nhau… [5, 3]

Ngoài các đặc tính về môi trường hoạt chất như trên Các laser rắn mà cụ thể làlaser Nd: YAG có đặc tính về công suất phát cao, vạch phổ phát xạ tại tần số cơ bản

- 1064 nm, tần số hòa ba bậc hai – 532 nm, hòa ba bậc ba - 355 nm, hòa ba bậc bốn– 266 nm, cho công suất cao và bức xạ nằm trong toàn miền quang phổ từ hồng ngoại

1.2 Mô hình laser Nd:YAG điều tần thụ động với buồng cộng hưởng perot

Fabry-1.2.1 Môi trường laser Nd:YAG

Đây là môi trường laser đang được sử dụng rất rộng rãi hiện nay, cấu trúcnăng lượng và chuyển dịch quang học cho bức xạ laser được mô tả trên hình 1.1 [5,3]

Đường liền nét ứng với Nd3+ trong nền YAG; đường đứt nét ứng với Cr3+ trongnền Alexandrite Trục tung bên phải ứng với Nd3+, bên trái ứng với Cr3+ Trên phổhấp thụ hình 1.2 chúng ta thấy rằng, môi trường Nd:YAG có ba vùng hấp thụ mạnhquanh vùng bước sóng 600 nm, 730 nm và 800 nm [5, 3].

1.2.2 Tính toán lý thuyết cho laser Nd: YAG với buồng cộng hưởng Fabry- perot.

Như chúng ta đã biết, buồng cộng hưởng laser có ảnh hưởng quyết định tới cácđặc điểm về công suất, phổ và xác định cấu trúc trường của bức xạ laser, hay còn gọi

là các mode dao động của buồng cộng hưởng

các mode điện từ ngang (các dao động điện từ trong một BCH được coi là ngang) m

và n là các chỉ số ngang, q là chỉ số dọc Mỗi một mode đều được đặc trưng bởi mộtcấu hình không gian trường xác định (có phân bố biên độ và pha xác định) theohướng vuông góc với trục BCH Đặc tính riêng của một cấu hình không gian củatrường được xác định bởi các chỉ số m và n Mỗi một tổ hợp các chỉ số m và n xácđịnh một trường nhất định theo phương nằm ngang (trong BCH) lại có tương ứngmột số các

giá trị của chỉ số q khác nhau, chúng là các mode dọc [5, 3]

Ngưỡng laser

Tần số

Các mode dọc trong BCH

Độ rộng vạch của một mode dọc

Tần số

Hình 1.3 Công tua khuếch đại laser và độ rộng vạch bức xạ của các mode dọc [5, 3].

Một buồng cộng hưởng Fabry-Perot gồm hai gương cách nhau một khoảng L

và chứa một môi trường khuếch đại, chỉ tồn tại một số tần số dao động (mode cộnghưởng, mode dọc) nhất định Nếu không có các thiết bị lọc lựa tần số đặt trongbuồng cộng hưởng laser thì laser sẽ phát bức xạ cưỡng bức đồng thời ở nhiều tần số

thoa với nhau sẽ tăng cường nhau Do đó, các tần số m = mc/2L (c là vận tốc ánhsáng) thoả mãn điều kiện G(m) > 0 mới có thể dao động được trong buồng cộnghưởng và cuối cùng được phát ra Hình 1.3, mô tả công-tua khuếch đại phổ và các

với một mode dọc) Nếu giữa các mode dao động cưỡng bức không có quan hệ vềpha

thì cường độ trường bức xạ tổng cộng là các thăng giáng ngẫu nhiên theo thời gian.Khi có một liên hệ về pha nào đó được thiết lập giữa các mode dao động cưỡng bức

đó có thể tạo ra sự chồng chập kết hợp của biên độ các mode và dẫn tới khả năngphát

các xung cực ngắn từ ps đến fs (10-12 s  10-15 s) Mối liên hệ về pha giữa cácmode

như vậy gọi là sự khoá pha của các mode dọc trong BCH Chúng ta sẽ chứng minhrằng nếu có sự khóa mode, năng lượng của laser là tổng kIk của tất cả các cường độ

Ik của các mode dao động tăng hoặc giảm theo thời gian và tỷ lệ với N2 (bìnhphương

số mode) Quan hệ giữa độ rộng xung (T) của laser được khóa mode và độ rộngphổ

() sẽ là [5,

3]:

T ~ 1/ = 2/N (1.1)

Ở đây  là hiệu số pha giữa hai tần số (mode dọc) liên tiếp Có nghĩa là, môitrường laser có phổ khuếch đại càng rộng, khi xảy ra hiện tượng khóa mode trongbuồng cộng hưởng sẽ phát ra các xung laser có độ rộng xung càng ngắn [5]

Hiện nay, về lý thuyết và thực nghiệm, có hai phương pháp phổ biến và kinhđiển để phát xung laser ngắn có năng lượng cao đó là: biến điệu độ phẩm chất (Q-switching) [6], [7], [8], [9] và khoá mode buồng cộng hưởng [10], [11], [12], [39],[40] Cả hai phương pháp này đều sử dụng cơ chế biến điệu trong buồng cộnghưởng

và đều có nhiều kỹ thuật khác nhau được thực hiện có kết quả Trong chương này,chúng tôi trình bày nguyên tắc chung của phương pháp phát xung laser ngắn khóamode buồng cộng hưởng.

Phương pháp phát xung laser khóa mode có thể chia thành hai loại: phươngpháp khóa mode chủ động và phương pháp khóa mode thụ động Phương pháp phátxung laser ngắn bằng kỹ thuật khóa mode chủ động thực hiện tương đối khó khăn vàchủ yếu được áp dụng để phát các xung laser có độ rộng xung trong vùng cỡ pi-cô-giây Trong giới hạn của bản luận văn này chúng tôi trình bày phương pháp phươngpháp khóa mode thụ động cụ thể là phương pháp khóa mode bằng bộ hấp thụ bãohòa chậm vì đây là phương pháp đang được sử dụng rất rộng rãi hiện nay

Bộ hấp thụ bão hòa chậm (SA chậm) có hằng số thời gian hồi phục của nó dàihơn độ dài xung ở trạng thái ổn định và ngắn hơn nhiều chu kỳ của photon đi lạitrong buồng cộng hưởng [3]

Cơ chế khóa mode bằng hấp thụ bão hòa SA chậm yêu cầu thời gian hồi phục

độ khuếch đại laser cỡ chu kỳ buồng cộng hưởng nhưng lớn hơn một chút so vớithời gian hồi phục của bộ hấp thụ Thêm vào đó, thông lượng bão hòa của môitrường khuếch đại phải lớn hơn thông lượng bão hòa của bộ hấp thụ và vẫn đủ thấp

để nó có thể bị bão hòa bởi thông lượng laser trong buồng cộng hưởng Trạng tháiban đầu tương tự với trạng thái đã mô tả ở trên với SA nhanh: dao động mạnh banđầu sẽ có mất mát thấp hơn một chút và sẽ tạo ra sự thay đổi mất mát hay độ khuếchđại trong buồng cộng hưởng Sau một số chu kỳ đi lại trong buồng cộng hưởng,thông lượng của xung có thể đủ lớn để làm tẩy trắng bộ hấp thụ và biểu đồ khuếchđại/mất mát sẽ

tương tự với trường hợp biểu diễn trong hình 1.4

Mất mát Khuếch đại

Xung laser Thời gian

Hình 1.4: Quá trình phát xung ML với bộ hấp thụ bão hòa chậm [3, 5],

Vì sự hồi phục khuếch đại chậm hơn, sườn trước của xung sẽ bị mất mát trongkhoảng thời gian t > t1, khi đó sẽ xuất hiện sự khuếch đại, xung bắt đầu xuất hiện.Với các tham số khuếch đại được chọn phù hợp, sự bão hòa sẽ đạt được ở thời điểmnào đó ở sườn sau của xung Khuếch đại xung laser sẽ bắt đầu giảm cho tới thờiđiểm t2 khi đó năng lượng khuếch đại lại xuống giá trị nhỏ hơn mất mát trong buồngcộng hưởng, xung không phát được nữa Do đó, cửa sổ thời gian trong khoảng t1 - t2của bộ khuếch đại và xung liên tiếp được làm ngắn trong mỗi các lần đi lại trongbuồng cộng hưởng Tỉ số nén xung được xác định theo [41], [42]:

PSR = p/p = ms/2 (1.2)với ms là độ sâu điều chế (hằng số) của khối tinh thể hấp thụ bão hòa

Như vậy, chúng ta thấy rằng tỉ lệ làm ngắn xung trong laser khóa mode với

bộ hấp thụ bão hòa chậm không phụ thuộc vào thông số của nguồn bơm và buồngcộng hưởng mà chỉ phụ thuộc vào bản chất của bộ hấp thụ bão hòa Như vậy, vaitrò quyết định của tinh thể hấp thụ bão hòa lên đặc tính của xung laser Chúng ta

sẽ nói tới điều này trong kết luận nghiên cứu của nhóm tác giả trong chương 3 củaluận văn

Quá trình hình thành chuỗi xung khóa mode với buồng cộng hưởng laser sửdụng bộ hấp thụ bão hòa chậm được mô tả trên hình 1.5 [42]

môi trường

hoạt chất

bộ SA chậm

vùng được

khuếch đại

thời gian

Hình 1.5: BCH laser và quá trình phát xung khóa mode với bộ SA chậm [8].

Trong quá trình khóa mode bằng bộ SA chậm, cả độ khuếch đại g(t) của môitrường hoạt chất và mất mát s(t) trong bộ hấp thụ đều thay đổi theo thời gian vàđược biểu diễn như theo công thức (1.3) sau đây [41], [42]

 t

2 

g (t )  g i exp   dt a(t ) / W g 

Nghiệm của phương trình (1.4) ở trạng thái dừng có dạng sau đây:

a0 (t) = A0sech(t/τ) (1.5)

Trong thực nghiệm chúng tôi sử dụng tinh thể hấp thụ bão hòa là loại tinh thểCr3+:YAG được cung cấp bởi công ty Laser Components bên Trung Quốc, với kíchthước 3x5x5 mm, được đặt cách gương phản xạ 100% 5 mm Bằng tinh thể hấp thụbão hòa chậm này, xung laser được tạo ra tại bước sóng cơ bản 1064 nm có độ rộngkhoảng 15 ns

Chương 1, chúng tôi đã trình bày những tìm hiểu tổng quan về laser và cụ thể

là laser rắn với môi trường hoạt chất là tinh thể Nd: YAG Những kết quả nghiêncứu lý thuyết với mô hình laser Nd:YAG điều tần thụ động sử dụng tinh thể hấp thụbão hòa chậm Cr3+:YAG với buồng cộng hưởng Fabry-Perot đã được trình bàyngắn gọn từ phương trình động học tới nghiệm của phương trình đó là xung laserdạng hàm sech như phương trình 1.5 Các đặc trưng cơ bản về xung laser rắn hoạtđộng với

công suất cao sử dụng tinh thể Nd:YAG phụ thuộc vào đặc trương của tinh thể hấpthụ bão hòa chậm, điều này sẽ được mô tả rõ hơn trong đặc trưng xung phát củakhối laser của nhóm tiến hành thực nghiệm cải tiến trong chương 3 Những ưu điểmnổi trội và ứng dụng của laser Nd: YAG trong nghiên cứu và trong kĩ thuật đo xacũng được đề cập tới trong chương 1 của luận văn.

CHƯƠNG 2: VAI TRÒ CỦA SON KHÍ TRONG TẦNG ĐỐI LƯU VÀ

và cácboníc Quá trình tiếp diễn, một lượng hidro nhẹ di chuyển vào khoảng không

vũ trụ, khí quyển còn lại chủ yếu là hơi nước, nitơ, cácboníc, một ít oxy Thực vậtxuất hiện trên Trái đất cùng với quá trình quang hợp đã tạo nên một lượng lớn oxy

và làm giảm đáng kể nồng độ CO2 trong khí quyển Sự phát triển mạnh mẽ củađộng thực vật trên Trái đất cùng với sự gia tăng bài tiết, phân huỷ xác chết độngthực vật, phân huỷ yếm khí của vi sinh vật đã làm cho nồng độ khí N2 trong khíquyển tăng lên nhanh chóng, để đạt tới thành phần khí quyển hiện nay [1, 2]

Khí quyển Trái đất có dạng cầu đối xứng bao quanh Trái đất và được giữ lạibởi lực hấp dẫn của Trái đất với thành phần bao gồm: son khí (gồm tất cả các hạt vậtchất như: sương mù, bụi, tinh thể nước…), phân tử khí (N2, O2, CO2, H2O…) và cácnguyên tử kim loại (Na, K, Ba, Fe…) [1, 2] Trong đó, các phân tử khí chiếm phầnkhối lượng chủ yếu của khí quyển, bao gồm có ni t ơ (78,09% theo thể tích)

và ô x y (20,95%), với một lượng nhỏ a g on (0,93%), x ítđiô cac b on ( d ao động,khoảng

0,038%)… và đóng vai trò chi phối trong các hiện tượng, quá trình của thời tiết, khíhậu Thành phần và nồng độ cụ thể của các phân tử trong khí quyển Trái đất đượcthể hiện trong bảng và biểu đồ sau đây:

Bảng 2.1: Thành phần và nồng độ chất khí trong khí quyển Trái đất [13, 1].

- Hơi nước có nồng độ thay đổi tối đa đến 4%

Hình 2.1: Biểu đồ mô tả tỉ lệ các chất khí trong khí quyển Trái Đất [13, 1].

Bầu khí quyển không có ranh giới rõ ràng với khoảng kh ô ng vũ t r ụ n hưngmật độ không khí của bầu khí quyển giảm dần theo độ cao Ba phần tư khối lượngkhí quyển nằm trong khoảng 11 km đầu tiên của bề mặt h ành t in h Đ ư ờ ng Ca c ma n ,

tại độ cao 100 km trên bề mặt, cũng được sử dụng như là mốc ranh giới giữa khíquyển Trái Đất và khoảng không vũ trụ [13]

2.1.2 Quá trình hình thành và vai trò của mây Ti

Mây là tập hợp các hạt vật chất với mật độ lớn được tạo thành do sự ngưngkết của thành phần trung gian là nước hoặc tinh thể băng hoặc cả 2 dạng này Nướchoặc tinh thể băng được tạo thành khi dưới tác dụng của năng lượng bức xạ Mặttrời, hơi nước từ biển, hồ, sông bốc hơi và biến thành hơi nước và đi vào trongkhông khí Khi hơi nước càng lên cao nhiệt độ của nó càng giảm và chịu áp suấtcàng nhỏ Nó dễ dàng ngưng tụ thành những giọt nước lớn dần khi gặp những hạtnhư bụi, khói …, được gọi là các hạt nhân ngưng tụ và kết đông thành pha rắn khinhiệt độ dưới nhiệt độ đông đặc Quá trình tập hợp khối vật chất có mật độ cao cóthể là giọt dạng lỏng ở phân tầng dưới hoặc là tinh thể ở phân tầng cao có nhiệt độthấp tạo thành mây [1,

2]

Hình ảnh quá trình tạo thành mây có thể được thể hiện trong Hình 2.2 sau đây

1800 m Nhiệt độ: 15 o C

900 m Nhiệt độ: 24 o C

Mặt đất Nhiệt độ: 33 o C

Hình 2.2: Mô tả sự hình thành mây: khi không khí càng lên cao nhiệt độ càng giảm Mây hình thành khi hơi nước lạnh bên dưới điểm sương [14]

Mây tồn tại ở các độ cao khác nhau phần bố từ 1 km tới 25 km trong khíquyển trên bề mặt Trái đất có thể nhìn thấy được bằng mắt thường và tồn tại trongkhoảng thời gian hàng phút hoặc lâu tới hàng tháng Các đám mây bao phủ từ 60%tới 70% diện tích bề mặt Trái đất Sự tồn tại của các đám mây giữ một vai trò quantrọng trong hình thái khí hậu toàn cầu bởi sự tồn tại của chúng ảnh hưởng tới sự hấpthụ, phản xạ bức xạ Mặt trời và đóng góp chính trong hiệu ứng nhà kính, cũng nhưquyết định lượng nước luân chuyển trong chu trình bay hơi và gây mưa [1, 2].

Hình dáng, kích thước, độ cao, bề dày và trạng thái tự nhiên của một đámmây và tổng thể các đám mây hình thành trong cùng một khoảng thời gian tại mộtkhu vực sẽ phụ thuộc vào những điều kiện tạo thành Cho nên những đám mây sẽthể hiện bản chất của những quá trình lý hóa khác nhau xảy ra trong khí quyển Khảnăng nhận biết những loại mây khác nhau và hiểu được điều kiện kết hợp giữachúng cho phép dự báo các biến chuyển của thời tiết tương lai [1, 2]

Mặc dù hình dạng của các đám mây là vô cùng phong phú, nhưng trongngành khí tượng học phân chúng thành các loại khác nhau cơ bản như sau Nhữngđám mây được chia thành 3 nhóm theo những nét đặc trưng riêng biệt và độ caophần bố của chúng so với mực nước biển Đó là mây tầng cao, mây tầng trung vàmây tầng thấp Bảng 2.2 dưới đây cho thấy độ cao của những đám mây so với mặtnước biển thay đổi phụ thuộc vào vĩ độ và vị trí của chúng Nguyên nhân chủ yếucủa sự thay đổi này đó là do sự khác nhau về nhiệt độ giữa các vùng này

Bảng 2.2: Phân nhóm các tầng mây chủ yếu [15, 2].

Trong Bảng 2 3 chúng tôi đưa ra bảng phân hạng mây quốc tế theo hình dạng

bề ngoài và độ cao của mây có vai trò ảnh hưởng tới khí hậu của Trái đất Với mụcđích là dự đoán những thay đổi trong hệ thống khí hậu thì yêu cầu cần phải theo dõi

và nâng cao sự hiểu biết về sự phân bố toàn cầu của các loại mây cũng như các đặc

trưng vĩ mô và vi mô của chúng cũng như những tác động của mây tới khí hậu khu vực, khí hậu toàn cầu.

Bảng 2.3: Phân hạng mây quốc tế theo hình dạng và độ cao của mây [15, 1, 2].

Hạng mây

Ký hiệu

Độ cao trung bình chân mây ở vĩ độ trung bình (km) Tên gọi bằng tiếng việt Tiếng La tinh

Họ mây tầng thấp (độ cao chân mây dưới 2 km)

Họ mây tầng trung (độ cao chân mây 2-6 km)

Họ mây tầng trên (trên 6 km)

Việc nghiên cứu về cấu trúc mây cũng như mối liên hệ giữa chúng và khảnăng dự đoán sự biến đổi khí hậu trong tương lai là vấn đề phức tạp bởi hai lý do cơbản Thứ nhất, chúng ta biết quá trình hình thành các đám mây là rất nhanh, quátrình đó diễn ra trong thời gian ngắn và không gian mang đặc trưng địa phương bởithế nó mang các đặc trưng thay đổi của tự nhiên khu vực Thứ hai, tác nhân gây ra

từ các quá trình tạo bởi con người ngày càng nhiều và ảnh hưởng trực tiếp tới khíhậu của Trái đất Bởi vậy chúng ta cần nghiên cứu tất cả cơ chế của sự thay đổi khíhậu do nguyên nhân từ các quá trình hóa lý tác động tới sự hình thành và biến mấtcủa các đám mây [2]

Trong các đối tượng được nghiên cứu thuộc tầng khí quyển của Trái đất, đặcbiệt là tầng đối lưu, thì mây là yếu tố được đặc biệt chú ý và được nghiên cứu nhiềunhất Những kết quả nghiên cứu đó có tính thống kê cho phép sử dụng trong nhiềulĩnh vực ứng dụng khác nhau Sự hiểu biết về tầng khí quyển bao quanh Trái đấtcũng như về mây cho tới thời điểm hiện tại là khá đầy đủ cho phép chúng ta có thể

dự báo sự thay đổi thời tiết mang tính địa phương cũng như trên phạm vi toàn cầutrong một thời gian dài (hiện nay theo mô hình dự báo của NASA có thể dự báo thờitiết trước

về mây Ti tầng cao (hình dạng, vị trí phân bố vai trò của lớp mây Ti tới tầng khíquyển và các vấn đề khí hậu cũng như quá trình hình thành lớp mây này) [1, 2]

Trong tầng đối lưu, tầng khí quyển tính từ mặt đất lên độ cao khoảng 18 km,

sự hiện diện và vai trò của các lớp mây đối với Trái đất là rất quan trọng Sự tồn tạicủa chúng và những hiểu biết đầy đủ về nó là vấn đề phức tạp cần nhiều công sứctìm hiểu và nghiên cứu chi tiết Ở đây, tôi đưa ra những thông tin khái quát về cácloại mây, sự hình thành và các đặc trưng vật lý cơ bản đối với mây Ti Trongkhoảng không gian thuộc tầng đối lưu và lớp dưới của tầng bình lưu, mây Ti tồn tạitrong khoảng không từ mặt đất tới khoảng cách 18 km, được chia làm 3 phân tầng

cơ bản và có những loại mây tương ứng như trong Hình 2.3

Mây Ti(Cirrus)

Mây Titích (Cirrocumulus)

Mây Titầng (Cirrostratus)

Hình 2.3: Phân bố các loại mây trong tầng đối lưu theo hiệp hội khí tượng thế

- Mây tầng tích (Stratocumulus - Sc): Có độ cao trung bình khoảng từ

300-1000 m, là những lớp hoặc cuộn khá lớn Những đám mây Sc nhỏ nhất có đườngkính góc của chúng lớn hơn 5 độ và thường có màu xám, hợp thành từng đám,nhóm, đỉnh thường dẹt Đám, màn hoặc lớp mây xám hoặc trắng nhạt, gần như baogiờ cũng có bộ phận tối, gồm những khối tròn, cuộn hình bàn cờ không có dạng sợi,

đa số phần tử mây sắp xếp đều có bề rộng biến thiên lớn hơn 5 độ [16, 2]

Hình 2.4: Một số hình ảnh Mây tầng tích [17, 2].

- Mây vũ tầng (Nimbostratus - Ns): Có độ cao trung bình khoảng từ 1000km, có dạng là một lớp thấp hoàn toàn không định hình có màu xám, thườngtối do nó khá dầy đủ để che khuất Mặt trời, mây này cho mưa thường liên tụcnhưng không lớn Mây Ns có dạng đều và thường nhìn thấy có cảm giác được chiếusáng từ bên trong Mây này hay gây mưa kéo dài, ở các vùng ôn đới chúng thườngcho mưa tuyết Mây Ns cũng gây ảnh hưởng đến tầm nhìn của hoạt động bay khibay xuyên mây [2, 15, 16]

rõ nét và cho mưa rào

Hình 2.6: Một số hình ảnh Mây tích [2, 19].

- Mây tầng (Stratus - St), như hình 2.7: Có độ cao trung bình khoảng từ

50-500 m, là là một lớp mây đồng nhất không có đường viền nhất định, giống nhưsương mù được nâng lên trên mặt đất có màu xám Mây này chủ yếu xuất hiện ởmiền bắc Việt Nam và hình thành vào buổi sáng trong mùa đông và xuân, mây nàycho mưa phùn ở miền bắc Mây St gây trở ngại lớn cho tầm nhìn ảnh hưởng trựctiếp đến hoạt động bay ở tầng thấp

Hình 2.7: Một số hình ảnh Mây tầng [2, 20]

- Mây vũ tích (Cumulonimbus - Cb), như hình 2.8: Có độ cao trung bìnhkhoảng từ 400-1000km, là những khối mây tích dày đặc có độ phát triển lớn, dữ dộitheo chiều thẳng đứng, nhô lên thành hình những trái núi và những ngọn tháp caođến hàng kilomet Phần trên của mây Cb được cấu tạo bởi những tinh thể băng.Nhiều khi chúng có kiến trúc sợi dạng gọi là đe hoặc bó hoa Mây Cb cho mưa lớn,mưa rào to và có kèm theo rông sấm chớp Mây Cb gồm những hạt nước và riêng ở

bộ phận trên bằng tinh thể đá Mây vũ tích là loại mây nguy hiểm sinh ra mưa lớn vàsấm sét ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động của con người