Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống
1
/ 40 trang
THÔNG TIN TÀI LIỆU
Thông tin cơ bản
Định dạng
Số trang
40
Dung lượng
1,57 MB
Nội dung
Trờng đạihọc vinh Khoa vật lý === === CAO TH THANH TM MộTSốTíNHCHấTPHổCủALASERMàUCóBUồNGCộNG hởng dậptắt KHO LUN TT NGHIP I HC CHUYấN NGNH: QUANG HC QUANG PH Vinh, 2011 2 Trờng đạihọc vinh Khoa vật lý === === MộTSốTíNHCHấTPHổCủALASERMàUCóBUồNGCộNG hởng dậptắt KHO LUN TT NGHIP I HC CHUYấN NGNH: QUANG HC QUANG PH Cán bộ hớng dẫn: TS. Đoàn Hoài sơn Sinh viên thực hiện: cao thị thanh tâm Lớp: 48B - Lý Vinh, 2011 4 LỜI CẢM ƠN! Trong quá trình học tập và nghiên cứu tại khoa Vật lý Đạihọc Vinh, nơi có bề dày truyền thống hơn 50 năm xây dựng và trưởng thành. Tôi đã tiếp thu được rất nhiều kiến thức bổ ích nhờ sự giúp đỡ nhiệt tình từ các Thầy giáo, Cô giáo và các cán bộ khác của Trường Đạihọc Vinh. Tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc trước tinh thần giảng dạy hết sức tận tâm và có trách nhiệm của các Thầy, Cô giáo… đặc biệt là Thầy giáo TS. Đoàn Hoài Sơn. Thầy đã giúp tôi định hướng đề tài, chỉ dẫn tận tình chu đáo cho tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn. Tôi xin được gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban chủ nhiệm Khoa Vật lý đã tạo cho tôi môi trường học tập và nghiên cứu thuận lợi nhất. Xin cảm ơn tập thể lớp 48B - Vật lý đã san sẻ vui, buồn cùng tôi vượt qua những khó khăn trong học tập. Và cuối cùng, tôi xin gửi cảm ơn tới gia đình, những người thân yêu nhất và bạn bè đã giúp đỡ, động viên, tạo mọi điều kiện thuận lợi để tôi học tập và nghiên cứu. Trong quá trình học tập và nghiên cứu, mặc dù tôi đã cố gắng hết sức song do năng lực bản thân còn hạn chế nên bản luậnvăn này chắc chắn sẽ không tránh khỏi những thiếu sót. Tôi rất mong nhận được sự quan tâm, giúp đỡ và góp ý của quý Thầy cô và các bạn để bản luậnvăncủa tôi được hoàn thiện hơn. Tôi xin chân thành cảm ơn! Vinh, tháng 05 năm 2011 Tác giả CAO THỊ THANH TÂM 6 MỤC LỤC Trang Lời cảm ơn Mở đầu 2 CHƯƠNG 1: TÌM HIỂU TỔNG QUAN VỀ LASERMÀU XUNG NGẮN CÓBUỒNGCỘNGHƯỞNGDẬPTẮT 5 I. Chấtmàulaser I.1. Cấu trúc hoá họccủachấtmàu I.2. Cấu trúc năng lượng và các dịch chuyển quang học I.3. Quang phổcủa phân tử màu 5 5 7 10 II. Lasermàu phát xung ngắn sử dụng buồngcộnghưởngdậptắt 12 Kết luận chương 1 14 CHƯƠNG 2: MỘTSỐTÍNHCHẤTPHỔCỦALASERMÀU PHÁT XUNG NGẮN CÓBUỒNGCỘNGHƯỞNGDẬPTẮT 15 1. Hệ phương trình tốc độ cho lasermàu phát xung ngắn có BCH dậptắt 16 2. Mộtsốtínhchấtphổ động họccủalasermàu phát xung ngắn có BCH dậptắt 2.1. Ảnh hưởngcủa phần thể tích hoạt chất dùng chung giữa hai BCH lên phổlaser tích phân 2.2. Ảnh hưởngcủa mức bơm lên phổlaser tích phân 2.3. Ảnh hưởngcủa thông số BCH Q - cao lên phổlaser tích phân 2.3.1. Ảnh hưởngcủa hệ số phản xạ gương. 2.3.2. Ảnh hưởngcủa chiều dài BCH. 2.4. Ảnh hưởngcủa nồng độ chấtmàu lên phổlaser tích phân 21 22 23 24 24 24 25 3. Tiến trình phổcuảlasermàu xung ngắn có BCH dậptắt 26 Kết luận chương 2: 31 Kết luận chung : 32 Tài liệu tham khảo 33 CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT TRONG LUẬNVĂN Laser: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation BCH: buồngcộnghưởng BCH Q – cao: buồngcộnghưởng Quenching – cao BCH Q - thấp: buồngcộnghưởng Quenching - thấp PM567: Pyrromethene 567 8 MỞ ĐẦU Sự ra đời củaLaser (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) là một trong những thành tựu khoa học quan trọng nhất trong thế kỷ XX. Trong những năm gần đây, khoa học – công nghệ laser đã phát triển mạnh mẽ và đạt những thành tựu có ảnh hưởng to lớn trực tiếp lên các lĩnh vực khác nhau trong khoa học, công nghệ và đời sống xã hội. Ngày nay, những thành tựu của Vật lý, công nghệ Laser và Quang học phi tuyến đã cho phép phát các xung laser cực ngắn trên toàn miền phổ (vùng cực tím, khả kiến và hồng ngoại). Trong đó Lasermàucó môi trường hoạt chất là các chấtmàu hữu cơ được pha những dung môi thích hợp, với nhiều ưu điểm là có thể phát xung ngắn, công suất cao, dảiphổ rộng, đặc biệt là khả năng điều chỉnh liên tục bước sóng trong dảiphổ rộng từ vùng hồng ngoại gần đến vùng tử ngoại gần nên được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là lĩnh vực nghiên cứu khoa học và kỹ thuật. Những năm gần đây, lasermàu xung ngắn đã và đang được quan tâm nghiên cứu, ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khoa học và công nghệ. Đặc biệt là lĩnh vực nghiên cứu quang phổ phân giải thời gian các quá trình vật lý, hóa học, sinh học như: Kiểm soát các phản ứng hóa học nhờ sử dụng các xung cực nhanh thích hợp; Khảo sát tương tác giữa vật chất và ánh sáng; Kích thích các nguyên tử và phân tử; Trong các hiệu ứng quang phi tuyến lasermàu xung ngắn còn là nguồn sáng lý tưởng cho các nghiên cứu động học, các quá trình và các hiện tượng xảy ra cực nhanh. Ở Việt Nam, việc nghiên cứu Vật lý laser nói chung hay lasermàu xung ngắn nói riêng được tiến hành ở các phòng thí nghiệm Quang học quang phổ ở các Viện nghiên cứu và mộtsố trường Đại học. Người ta đã quan tâm đến mộtsố phương pháp phát xung ngắn picô-giây (ps), cótính khả thi cao như: 9 phương pháp Mode-locking, lasermàu phản hồi phân bố (DFDL), phương pháp lọc lựa thời gian phổ (sts), phương pháp buồngcộnghưởngdậptắt (BCH - quenching)… Tuy nhiên, với mỗi một phương pháp người ta có thể thu được các loại xung laser ngắn với những ưu, nhược điểm khác nhau. Trong luậnvăn này chúng tôi tìm hiểu mộtsốtínhchấtphổcủa loại Laser phát xung ngắn nhờ sử dụng buồng cộng hưởng dập tắt (Quenching Cavity - QC) hay còn gọi là Lasermàucóbuồngcộnghưởngdậptắt (BCH - Quenching). Nguyên tắc hoạt động của phương pháp này là dựa trên sự cạnh tranh năng lượng tích trữ trong môi trường hoạt chất giữa hai BCH của hai laser cùng sử dụng chung một môi trường hoạt chất. Đây là phương pháp có cấu hình đơn giản, có thể phát xung ngắn trên mộtdảiphổ rộng và do đó có thể điều chỉnh liên tục bước sóng. Mặt khác nhờ những thành tựu về khoa học – công nghệ Vật liệu, các vật liệu màu rắn, chấtmàu mới với những đặc tính ưu việt và thuận tiện đã giúp cho cấu hình của hệ laser này càng trở nên đơn giản, gọn nhẹ và việc chế tạo, nghiên cứu và ứng dụng các hệ lasermàu ngày càng cótính khả thi cao trong điều kiện ở nước ta. Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài “Một sốtínhchấtphổcủaLasermàucóbuồngcộnghưởngdập tắt” gồm các vấn đề sau: - Tìm hiểu và nguyên cứu tổng quan về vật lý và công nghệ các chấtmàu hữu cơ, về cấu hình lasercủa các lasermàu phát xung ngắn, trong đó đặc biệt chú ý đến lasermàu BCH dập tắt. - Tìm hiểu hệ phương trình tốc độ mở rộng đa bước sóng mô tả động học phát xung lasermàucó BCH dậptắt trên toàn miền phổ rộng. - Tìm hiểu và nghiên cứu lý thuyết mộtsốtínhchấtcủaphổlasermàucó BCH dập tắt. Đây là nội dung chính của bản luận văn. 10 . TÍNH CHẤT PHỔ CỦA LASER MÀU PHÁT XUNG NGẮN CÓ BUỒNG CỘNG HƯỞNG DẬP TẮT 15 1. Hệ phương trình tốc độ cho laser màu phát xung ngắn có BCH dập tắt 16 2. Một số. thuyết một số tính chất của phổ laser màu có BCH dập tắt. Đây là nội dung chính của bản luận văn. 10 Cấu trúc của bản luận văn ngoài phần mở đầu và kết luận,