Luận án Tiến sĩ Vật lý: Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số lên kìm quang học sử dụng hai chùm xung Gauss ngược chiều

Mục đích cảu đề tài là đưa ra được các luận cứ có tính khoa học, xây dựng các điều kiện để có thể ổn định được các vi hạt có kích thước cỡ nano bằng bẫy quang học sử dụng hai chùm xung Gauss ngược chiều; nghiên cứu được các mối quan hệ tương quan giữa các tham số quang, tham số cơ, tham số nhiệt tham gia trong quá trình ổn định hạt điện môi trong kìm quang học sử dụng hai chùm xung Gauss ngược chiều.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ QUỐC PHÒNG VIỆN KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ QN SỰ HỒNG ĐÌNH HẢI NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ THÔNG SỐ LÊN KÌM QUANG HỌC SỬ DỤNG HAI CHÙM XUNG GAUSS NGƯỢC CHIỀU LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ HÀ NỘI 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ QUỐC PHÒNG VIỆN KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ QN SỰ HỒNG ĐÌNH HẢI NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ THÔNG SỐ LÊN KÌM QUANG HỌC SỬ DỤNG HAI CHÙM XUNG GAUSS NGƯỢC CHIỀU Chuyên ngành: Quang học Mã số: 62.44.01.09 LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS Hồ Quang Quý HÀ NỘI 2014 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan nội dung luận án cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Tác giả luận án Hồng Đình Hải LỜI CẢM ƠN Luận án hoàn thành hướng dẫn khoa học PGS.TS Hồ Quang Quý, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới thầy giáo, người đặt đề tài, dẫn dắt tận tình động viên tác giả suốt q trình nghiên cứu để hồn thành luận án Tác giả xin chân thành cảm ơn thầy giáo, cô giáo, nhà khoa học bạn đồng nghiệp Viện Vật lý kỹ thuật, Phòng Đào tạo - Viện Khoa học công nghệ Quân - Bộ Quốc Phòng, Trường Đại Học Vinh, Trường CĐSP Nghệ An đóng góp ý kiến khoa học bổ ích cho nội dung luận án, tạo điều kiện giúp đỡ tác giả thời gian học tập nghiên cứu Tác giả xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới bạn bè, người thân gia đình quan tâm, động viên, giúp đỡ tác giả q trình nghiên cứu hồn thành luận án Xin trân trọng cảm ơn! Tác giả luận án MỤC LỤC Danh mục ký hiệu …………………………………………… … i Danh mục hình vẽ ………………………….…………… iii Mở đầu ………………………… ………………… ………………… Chương TỔNG QUAN VỀ KÌM QUANG HỌC SỬ DỤNG HAI CHÙM XUNG GAUSS NGƯỢC CHIỀU 1.1 Quang lực 1.2 Kìm quang học sử dụng hai chùm xung Gauss ngược chiều 14 1.2.1 Cấu hình quang hai chùm xung Gauss ngược chiều 1.2.2 Biểu thức cường độ tổng hai chùm xung Gauss ngược 15 chiều 16 1.2.3 Ảnh hưởng khoảng cách d đến phân bố cường độ tổng 19 1.2.4 Ảnh hưởng mặt thắt chùm tia W0 đến phân bố cường độ tổng 21 1.2.5 Biểu thức quang lực tác dụng lên hạt điện môi 23 1.2.6 Ảnh hưởng bán kính mặt thắt W0 lên phân bố quang lực dọc 24 1.2.7 Ảnh hưởng độ rộng xung τ lên phân bố quang lực dọc 26 1.2.8 Ảnh hưởng khoảng cách hai mặt thắt d đến quang lực 1.2.9 dọc 27 Ảnh hưởng bán kính mặt thắt W0 lên quang lực ngang 29 1.2.10 Ảnh hưởng khoảng cách hai mặt thắt d lên quang lực ngang 32 1.2.11 Ảnh hưởng độ rộng xung lên quang lực ngang 33 1.3 Chuyển động Brown vi hạt điện môi chất lưu 35 1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến ổn định bẫy quang học 37 1.4.1 Sự cần thiết ổn định 38 1.4.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến ổn định hạt trình bẫy 38 Kết luận chương 39 Chương QUÁ TRÌNH ĐỘNG HỌC CỦA VI HẠT 41 2.1 Phương trình Lagevin cho trường hợp tổng quát 41 2.2 Phương trình động học vi hạt bẫy quang học sử dụng hai 1.5 chùm xung Gauss ngược chiều 44 2.3 Thuật tốn quy trình mô 47 2.4 Chuyển Brown mặt phẳng tiêu 48 2.5 Quá trình động học vi hạt có quang lực 52 2.6 Kết luận chương 56 Chương ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC THAM SỐ LÊN QUÁ TRÌNH ĐỘNG HỌC CỦA VI HẠT 58 3.1 Ảnh hưởng vị trí ban đầu vi hạt 59 3.2 Ảnh hưởng lượng tổng 63 3.3 Ảnh hưởng bán kính mặt thắt chùm tia 65 3.4 Ảnh hưởng kích thước hạt 67 3.5 Kết luận chương Chương ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC THAM SỐ LÊN VÙNG ỔN ĐNNH CỦA KÌM 70 72 4.1 Khái niệm vùng ổn định không gian - thời gian 73 4.2 Ảnh hưởng lượng xung laser lên vùng ổn định 74 4.3 Ảnh hưởng bán kính thắt chùm lên vùng ổn định 76 4.4 Ảnh hưởng độ rộng xung lên vùng ổn định 77 4.5 Ảnh hưởng tần số lặp xung laser lên ổn định 79 4.6 Ảnh hưởng độ trễ xung lên vùng ổn định 81 4.7 Ảnh hưởng bán kính vi hạt lên vùng ổn định 87 4.8 Ảnh hưởng độ nhớt chất lưu lên vùng ổn định 89 4.9 Kết luận chương 91 KẾT LUẬN CHUNG 93 Tài liệu tham khảo 98 Phụ lục 105 i DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU Ký hiệu Ý nghĩa a Bán kính hạt điện mơi hình cầu α Hệ số ma sát nhớt β Hệ số hấp thụ lần B Hệ số Anhxtanh c Vận tốc ánh sáng chân không Cpr Tiết diện tán xạ D Hệ số khuếch tán d Khoảng cách hai đỉnh xung E0 Năng lượng tổng chùm tia El Cường độ điện trường chùm bên trái Er Cường độ điện trường chùm bên phải E Véc tơ cường độ điện trường ε0 Hằng số điện môi Fgrad Lực gradient Fp Lực Lorentz Fscat Lực tán xạ Ft Thành phần lực biến đổi từ trường f Lực tổng hợp tác động vào hạt f vis Lực tác động phụ thuộc vận tốc f total Lực tác động không phụ thuộc vận tốc f Brown Lực Brown ii f gravity Trọng lực f Hydrate Lực đàn hồi môi trường η Độ nhớt môi trường H Từ trường tương ứng gần cận trục h (t ) Hàm ngẫu nhiên (randum) Il Cường độ chùm tia bên trái Ir Cường độ chùm tia bên phải I Cường độ tổng hai chùm tia k Số sóng k Véc tơ sóng m = n1 n2 Tỉ số chiết suất hạt bẫy với môi trường chất lưu m khối lượng hạt bẫy µ0 Độ từ thNm chân khơng n1 Chiết suất hạt điện mơi hình cầu n2 Chiết suất môi trường chứa hạt điện môi Pp Công suất bơm P Véc tơ momen lưỡng cực ρ Toạ độ hướng tâm σ Hệ số phân cực hạt hình cầu chế độ Rayleigh τ Bán độ rộng xung U Năng lượng chùm Gauss laser ∇ Toán tử laplace W Bán kính tiết diện thắt chùm ω0 Tần số sóng W0 Bán kính tiết diện thắt chùm mặt phẳng z =0 iii λ Bước sóng chùm laser ρ0 toạ độ ban đầu hạt bẫy ρ Véc tơ đơn vị theo hướng xuyên tâm x Véc tơ đơn vị phân cực dọc theo hướng trục x z Véc tơ đơn vị dọc theo hướng truyền chùm tia z h.ν Năng lượng trung bình photon bơm ∆t Khoảng thời gian ổn định hạt bẫy ∆ρ Đường kính vùng ổn định δT Độ trễ thời gian hai xung 102 tweerz, Opt Express 13, 2006, pp.3673-3680 [45] Justin E.Molloy et al, Preface: Optical tweezers in a new light, Journal of Modern Optics, Vol.50, No.10, 2003, pp.1501-1507 [46] K B Sorensen, E J G Peterman, T Weber, and C F Schmidt, Power spectrum analysis for optical tweezer II: Laser wavelength dependence of parasitic filtering, and how to achieve high bandwidth, Rev of Scient Intruments, Vol 77, 2006, pp 063106-063110 [47] K C Neuman and S M Block, Optical trapping, Rev of Scient Intruments, Vol 75, 2004, 2787-2809 [48] K-B Im, D-Y Lee, H-I Kim, C-H Oh, S-H Song and P-S Kim, B-C Park, Calculation of optical trapping forces on microspheres in the ray optics regime, J Korean Phys Soc., vol 40, 2002, pp 930-933 [49] Kishan Dholakia et al, Optical tweezers:the next generation, Physics World, 2002, pp.31-35 [50] L G.Wang et al, Effect of spatial coherence on radiation forces acting on a Rayleigh dialectic sphere, Opt Lett 32, 2007, pp.1393-1395 [51] L V.Tarasov, Laser Physics, Transiated from the Russian by Ram S.Wadhwa, Moscow, 1983 [52] M D Wang, H Yin, R Landick, J Gelles, and S M Bock, Stretching DNA with Optical Tweezers, Biophys J Vol.72, 1997, pp 1335-1346 [53] M Kawano, J T Blakely, R gordon, and D Sinton, Theory of dielectric micro-sphere dynamics in a dual-beam optical trap, Opt Express, Vol 16, 2008, pp 9306-9317 [54] M S Rocha, Optical tweezer for undergraduates: Theoretical analysis and Experiments, Am J Phys., Vol 77, 2009, pp 704-712 [55] M Siler, t Cizmar, M Sery, P.Zemanek, Optical forces generated by evanescent standing waves and their usage for sub-micro particle delivery, Appl Phys B84, 2006, pp 157-165 [56] Michael Gögler et al, Forces on Small Spheres in a One-Beam Gradient Trap, Leipzig Uni., Germany, Wintersemester 2005/2006 [57] N G Dagalakis, Th LeBrun, J Lippiatt, Micro-mirror array control of optical tweezer trapping beams, 2th IEEE Conf on Nanotechnology, 103 Washington DC, August 26-28, 2002, pp 177-180 [58] Neil A Schofield, Development of Optical Trapping for the Isolation of Environmentally Regulated Genes, Submitted in partial fulfiment of the requirement for the degree of doctor of philosophy, 1998 [59] Nguyen Huy Bang, Physics of Bose - Einstein Condensation of Neutron atoms: Cooling and trapping, Warsaw, Poland, 28 February 2007 [60] O Moine and B Stout, Optical force calculations in arbitrary beams by use of the vector addition theorem, J Opt Soc Am B, vol 22, 2005, pp 1620-1631 [61] P Mangeol, D Cote, T Bizebard, O Legrand, and U Bockelmann, Probing DNA and RNA single molecules with a double optical tweezer, Eur Phys E19, 2006, pp 311-317 [62] P Zemanek, V Karasek, A Sasso, Optical forces acting on Rayleigh particle placed into interference field, Optics Commun 240, 2004, pp.401-415 [63] Q Q Ho, D H Hoang, Dynamic of the dielectric nano-particle in optical tweezer using counter-propagating pulsed laser beams, J Phys Scien And Appl., Vol 2, 2012, pp 345-351 [64] Q Q Ho, Simulation of influence of partially coherent Gaussian laser beam on gradient force acting on dielectric nanoparticle inside random medium, J Phys Scien And Appl., Vol 2, 2012, pp 301-305 [65] Q Q Ho, V N Hoang, Influence of the Kerr effcect on the optical force acting on the dielectric particle, J Phys Scien And Appl., Vol 2, 2012, pp 414-419 [66] S C Kuo, M P Sheetz, Optical tweezers in cell biology, Trends Cell Biol 2, 1992, pp.16-24 [67] S Couris, M Renard, O Faucher, B Lavorel, R Chaux, E Koudoumas, X Michaut An experimental investigation of the nonlinear refractive index (n2) of carbon disulfide and toluene by spectral shearing interferometry and z-scan techniques Chemical Physics Letters 369 (2003), pp 318-324 104 [68] S Hormeno and J R Arias-Gonzalez, Exploring mechanochemical processes in the cell with optical tweezers, Biol Cell, vol.98, 2006, pp 679-695 [69] T T Perkin, Optical traps for single molecule biophysics: a primer, Laser & Photon Rev., Vol 3, 2009, pp 203-220 [70] T Tlusty, A Meller, and R Bar-Ziv, Optical Gradient Forces of Strongly Localized fields, Phys Rev Lett Vol 81, 1998, pp.1738-1741 [71] W J Greenleaf, M T Woodside, E A Abbondanzieri, and S M Block, Passive all-optical force clamp for high-resolution laser trapping, Phys Rev Lett., Vol 95, 2005, pp 208102-1- [72] W Singer, S Bernet, and M Ritsch-Marte, 3D- force calibration of optical tweezers for mechanical stimulation of surfactant-releasing lung cells, Laser Phys Vol.11, 2001, pp 1217-1223 [73] X Cui, D Erni, C Hafner, Optical forces on metallic nanoparticles induced by a photonic nanojet, Opt Express, Vol 16, 2008, pp 1356013568 [74] Y C Jian, J J Xiao, and J P Huang, Optical force on dielectric nanorods coupled to a high-Q photonic crystal nanocavity, J Phys Chem C 113, 2009, pp 17170-17175 [75] Z.W Wilkes, S Varma, Y.-H Chen, H.M Milchberg, T.G Jones and A Ting Direct measurements of the nonlinear index of refraction of water at 815 and 407 nm using-shot supercontinuum spetral interferometry Applied Physics letters 94, 211102 (2009) 105 PHỤ LỤC Chơng trình mô dùng phần mềm Matlab Chnng trình mơ cường độ tổng % Cuong tong cua hai xung nguoc chieu t=-3.*10.^-12:0.05.*10.^-12:3.*10.^-12; z=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; k=2.*pi./lamda; mi_0=4.*pi.*10.^-7; exi_0=1/(4.*pi.*9.*10.^9); z_dv=1; x_dv=1; z_ng=z./(k.*w_0.^2); d_ng=d./(2.*k.*w_0.^2); [x,y]=meshgrid(rho_ng,t_ng); P=2.*sqrt(2).*U./(pi.^(3./2).*(w_0.^2).*tau); alpha=(128.*pi.^5.*a.^6./(3.*lamda.^4)).*((m.^2-1)./(m.^2+2)).^2; beta=4.*pi.*n_2.^2.*exi_0.*a.^3.*((m.^2-1)/(m.^2+2)); I_l=P.*exp(-2.*x.^2./(1+4.*(z_ng+d_ng).^2)).*exp(2.*(y+(z_ng+d_ng).*k.*w_0.^2./(c.*tau)).^2)./(1+4.*(z_ng+d_ng).^2); I_r=P.*exp(-2.*x.^2./(1+4.*(z_ng-d_ng).^2)).*exp(-2.*(y-(z_ngd_ng).*k.*w_0.^2./(c.*tau)).^2)./(1+4.*(z_ng-d_ng).^2); I=I_l+I_r; figure(1); surf(x,y,I_r); 106 xlabel('ro(micro m)'); ylabel('t(ps)'); zlabel('I_r(J)'); figure(2); surf(x,y,I_l); xlabel('ro(micro m)'); ylabel('t(ps)'); zlabel('I_l(J)'); figure(3); surf(x,y,I) xlabel('ro(micro m)'); ylabel('t(ps)'); zlabel('I(J)'); 107 Chương trình mơ quang lực %(Luc F_rho phu thuoc rho,t ) t=-3.*10.^-12:0.05.*10.^-12:3.*10.^-12; z=5.*10^-6; rho=-2.*10.^-6:0.05.*10.^-6:2.*10.^-6; d=10.*10.^-6; w_0=10.^-6; %rho=0; 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; k=2.*pi./lamda; mi_0=4.*pi.*10.^-7; exi_0=1/(4.*pi.*9.*10.^9); z_dv=1; x_dv=1; z_ng=z./(k.*w_0.^2); d_ng=d./(2.*k.*w_0.^2); [x,y]=meshgrid(rho_ng,t_ng); P=2.*sqrt(2).*U./(pi.^(3./2).*(w_0.^2).*tau); alpha=(128.*pi.^5.*a.^6./(3.*lamda.^4)).*((m.^2-1)./(m.^2+2)).^2; beta=4.*pi.*n_2.^2.*exi_0.*a.^3.*((m.^2-1)/(m.^2+2)); N_l=P.*exp(-2.*x.^2./(1+4.*(z_ng+d_ng).^2)).*exp(-2.*(y(z_ng+d_ng).*k.*w_0.^2./(c.*tau)).^2)./(1+4.*(z_ng+d_ng).^2); N_r=P.*exp(-2.*x.^2./(1+4.*(z_ng-d_ng).^2)).*exp(-2.*(y+(z_ngd_ng).*k.*w_0.^2./(c.*tau)).^2)./(1+4.*(z_ng-d_ng).^2); N=N_l+N_r; F_s=z_dv.*n_2.*alpha.*N_l./c-z_dv.*n_2.*alpha.*N_r./c; F_g_z=(z_dv.*2.*beta.*N_l./(n_2.*exi_0.*c.*k.*w_0.^2)).*((z_ng+d_ng).*k.^2.*w_0 ^4./(c.^2.*tau.^2)k.*y.*w_0.^2./(c.*tau)+2.*(z_ng+d_ng).*(1+4.*(z_ng+d_ng).^2- 108 2.*x.^2)./(1+4.*(z_ng+d_ng).^2).^2)+(z_dv.*2.*beta.*N_r./(n_2.*exi_0.*c.*k *w_0.^2)).*((z_ng-d_ng).*k.^2.*w_0.^4./(c.^2.*tau.^2)k.*y.*w_0.^2./(c.*tau)+2.*(z_ng-d_ng).*(1+4.*(z_ng-d_ng).^22.*x.^2)./(1+4.*(z_ng-d_ng).^2)); F_g_rho=((-2.*beta.*N_l./(n_2.*exi_0.*c.*w_0)).*x./(1+4.*(z_ng+d_ng).^2)(2.*beta.*N_r./(n_2.*exi_0.*c.*w_0)).*x./(1+4.*(z_ng-d_ng).^2)); F_t=z_dv.*8.*mi_0.*beta.*N_l.*(y./tau)+z_dv.*8.*(z_ng+d_ng).*mi_0.*beta.*N_ l.*k.*w_0.^2./(c.*tau.^2)+z_dv.*8.*mi_0.*beta.*N_r.*(y./tau)z_dv.*8.*(z_ng-d_ng).*mi_0.*beta.*N_r.*k.*w_0.^2./(c.*tau.^2); F_z=abs(F_s+F_g_z+F_t); figure(1); F_g_rho=F_g_rho.*10.^12; surf(x,y,F_g_rho); xlabel('ro(micro m)'); ylabel('t(ps)'); zlabel('F_ro(pN)'); figure(2); surf(x,y,F_z); xlabel('ro'); ylabel('t'); zlabel('F_z'); figure(3); contour(x,y,F_g_rho,100);grid; figure(4); surf(F_s); 109 Chương trình mơ động học hạt % Qua trinh dong hoc cua hat (phuong trinh Lagevin) for i=1:1:1; tgx=6; t=(-tgx./2).*10^-12:0.05.*10.^-12:(tgx./2).*10.^-12; z=0; rho=0.*10^-6; d=0.10^-6; w_0=1.*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=18.*10.^(-9); pi=3.14; U=0.9.*10.^(-6); c=3.*10.^8; 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+tgx./2+(i-1).*tgx; nui =7.797.*10.^(-4); to=10.^-9; %pi=3.14; kbT=4.14.*10.^-21; gamma=6.*pi.*a.*nui; D=kbT./gamma; can2=sqrt(2); beta=((4.*pi.*n_2.^2.*a.^3).*(m.^2-1))./(m.^2+2); A=3.*beta.*P./c./n_2./w_0./gamma; 110 B=sqrt(2.*D); Ao=1.*10^-6;Bo=-tgx./2;delta=tgx./10000; for j=1:1:10000 t=-tgx./2+(j-1).*delta; tg=exp(-2.*Ao.^2); %tg=tg.*(exp(-Bo.^2)+exp(-(Bo-3).^2)).^2; tg=tg.*exp(-2.*Bo.^2); tg=Ao-A.*tg.*delta.*Ao+B.*rand.*delta-B.*rand.*delta; lido=tg; y_1=t+tgx./2+(i-1).*tgx; % plot(y,I,y_1,lido,''); plot(y_1,lido,''); grid on; hold on; Ao=lido; Bo=t; end xlabel(''); ylabel(''); end 111 Chương trình mơ vùng ổn định hai xung pha %khoang bay cua xung for i=1:1:1; tgx=6; t=(-tgx./2).*10^-12:0.05.*10.^-12:(tgx./2).*10.^-12; %t=(-tgx./2+2).*10^-12:0.05.*10.^-12:(tgx./2-2).*10.^-12; z=0; rho=0; d=10.^-6; w_0=1.*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=20.*10.^(-9); pi=3.14; U=5.*10.^(-6); c=3.*10.^8; 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+tgx./2+(i-1).*tgx; nui =7.797.*10.^(-4); to=10.^-9; %pi=3.14; kbT=4.14.*10.^-21; gamma=6.*pi.*a.*nui; D=kbT./gamma; can2=sqrt(2); beta=((4.*pi.*n_2.^2.*a.^3).*(m.^2-1))./(m.^2+2); 112 A=3.*beta.*P./c./n_2./w_0./gamma; B=sqrt(2.*D); Ao=0.*10^-6;Bo=-tgx./2;delta=tgx./10000; for j=1:1:3350 %t=-tgx./2+(j-1).*delta; t=-tgx./2+2+(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; y_1=t+tgx./2+(i-1).*tgx; % plot(y,I,y_1,lido,''); plot(y_1,lido,''); grid on; hold on; Ao=lido; Bo=t; end xlabel(''); ylabel(''); end 113 Chương trình mơ vùng ổn định có độ trễ pha hai xung %Vung on dinh có tre cua xung deltaT=q.to for i=1:1:1; tgx=6; t=(-tgx./2).*10^-12:0.05.*10.^-12:(tgx./2).*10.^-12; z=0; rho=0; d=10.^-6; w_0=1.*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=20.*10.^(-9); pi=3.14; U=0.9.*10.^(-6); c=3.*10.^8; 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+tgx./2+(i-1).*tgx; nui =7.797.*10.^(-4); to=10.^-9; %pi=3.14; kbT=4.14.*10.^-21; gamma=6.*pi.*a.*nui; D=kbT./gamma; can2=sqrt(2); beta=((4.*pi.*n_2.^2.*a.^3).*(m.^2-1))./(m.^2+2); A=3.*beta.*P./c./n_2./w_0./gamma; 114 B=sqrt(2.*D); Ao=0.*10^-6;Bo=-tgx./2;delta=tgx./10000; for j=1:1:15000 t=-tgx./2+(j-1).*delta; tg=exp(-2.*Ao.^2); %deltaT=q.*to q=3; tg=tg.*(exp(-Bo.^2)+exp(-(Bo-q).^2)).^2; tg=Ao-A.*tg.*delta.*Ao+B.*rand.*delta-B.*rand.*delta; lido=tg; y_1=t+tgx./2+(i-1).*tgx; % plot(y,I,y_1,lido,''); plot(y_1,lido,''); grid on; hold on; Ao=lido; Bo=t; end xlabel(''); ylabel(''); end 115 Chương trình mơ vùng ổn định phụ thuộc tần số lặp xung %( phụ thuộc tần số lặp xung) for i=1:1:8; tgx=2; t=(-tgx./2).*10^-12:0.05.*10.^-12:(tgx./2).*10.^-12; z=0; rho=0; d=10.^-6; w_0=1.*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=20.*10.^(-9); pi=3.14; U=5.*10.^(-6); c=3.*10.^8; 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^-27.*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^-27.*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+tgx./2+(i-1).*tgx; nui =7.797.*10.^(-4); to=10.^-9; %pi=3.14; kbT=4.14.*10.^-21; gamma=6.*pi.*a.*nui; D=kbT./gamma; can2=sqrt(2); beta=((4.*pi.*n_2.^2.*a.^3).*(m.^2-1))./(m.^2+2); A=3.*beta.*P./c./n_2./w_0./gamma; 116 B=sqrt(2.*D); Ao=0.*10^-6;Bo=-tgx./2;delta=tgx./10000; for j=1:1:10000 t=-tgx./2+(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; y_1=t+tgx./2+(i-1).*tgx; plot(y,I,y_1,lido,''); grid on; hold on; Ao=lido; Bo=t; end xlabel(''); ylabel(''); end ... VỀ KÌM QUANG HỌC SỬ DỤNG HAI CHÙM XUNG GAUSS NGƯỢC CHIỀU 1.1 Quang lực 1.2 Kìm quang học sử dụng hai chùm xung Gauss ngược chiều 14 1.2.1 Cấu hình quang hai chùm xung Gauss ngược. .. KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ QN SỰ HỒNG ĐÌNH HẢI NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ THÔNG SỐ LÊN KÌM QUANG HỌC SỬ DỤNG HAI CHÙM XUNG GAUSS NGƯỢC CHIỀU Chuyên ngành: Quang học Mã số: 62.44.01.09 LUẬN ÁN TIẾN... bày luận án với bố cục sau: Chương Tổng quan Kìm quang học sử dụng hai chùm xung Gauss ngược chiều Chương tổng quan số khái niệm quang lực cấu hình kìm quang học sử dụng hai chùm xung Gauss ngược