Khảo sát vùng ổn định và độ bền của kìm quang học luận văn thạc sỹ vật lí

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH NGUYỄN MẬU QUYẾT KHẢO SÁT VÙNG ỔN ĐỊNH VÀ ĐỘ BỀN CỦA KÌM QUANG HỌC LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÍ Vinh, năm 2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH NGUYỄN MẬU QUYẾT KHẢO SÁT VÙNG ỔN ĐỊNH VÀ ĐỘ BỀN CỦA KÌM QUANG HỌC LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÍ CHUYÊN NGÀNH: QUANG HỌC MÃ SỐ: 60.44.01.09 Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: Vinh, năm 2012 MỤC LỤC MỞ ĐẦU .1 CHƢƠNG : TỔNG QUAN VỀ KÌM QUANG HỌC 1.1 Kìm quang học .2 1.1.1 Kìm quang học 1.1.2 Mô tả chung kìm quang học 1.1.3 Các thành phần kìm quang học 1.1.4 Kìm quang học sử dụng mode laser 10 1.1.5 Kìm quang học kết hợp 11 1.1.6 Kìm quang học sở sợi quang .12 1.1.7 Kìm quang học sử dụng hai chùm tia ngược chiều 13 1.2 Kìm quang học sử dụng chùm laser xung Gausian 14 1.2.1 Cấu tạo .14 1.2.2 Các lực quang học 15 1.2.3 Ảnh hưởng độ rộng xung vào phân bố quang lực 18 1.2.4 Phân bố quang lực theo thời gian 19 1.3 Kìm quang học sử dụng hai chùm tia ngược chiều 20 1.3.1 Cấu hình kìm quang học hai chùm xung Gaussian ngược chiều 20 1.3.2 Phân bố cường độ tổng hai chùm tia ngược chiều 23 1.3.2.1 Ảnh hưởng khoảng cách d đến phân bố cường độ tổng .23 1.3.2.2 Ảnh hưởng mặt thắt chùm tia w đến phân bố cường độ tổng 24 1.3.3 Biểu thức tính quang lực hai xung Gaussian lan truyền ngược chiều tác dụng lên hạt điện môi 26 1.3.4 Phân bố lực tán xạ Fscat mặt phẳng pha (z,t) 27 1.3.4.1 Fscat phụ thuộc bán kính mặt thắt w0 .27 1.3.4.2 Fscat phụ thuộc độ rộng xung  28 1.3 4.3 Fscat phụ thuộc khoảng cách hai mặt thắt d 29 1.3.5 Phân bố quang lực ngang Fgrad, mặt phẳng (,t) 30 1.3.5.1 Fgrad, phụ thuộc bán kính mặt thắt w0 30 1.3.5.2 Fgrad, phụ thuộc độ rộng xung  31 1.3.5.3 Fgrad, phụ thuộc khoảng cách hai mặt thắt d 32 1.3.6 Phân bố quang lực dọc F grad, z mặt phẳng pha (z,t) .33 1.3.6.1 Fgrad, z phụ thuộc bán kính mặt thắt w0 33 1.3.6.2 Fgrad, z phụ thuộc độ rộng xung  34 1.3.6.3 Fgrad,z phụ thuộc khoảng cách hai mặt thắt d 35 1.4 Kết luận chương 37 CHƢƠNG : KHẢO SÁT VÙNG ỔN ĐỊNH ĐỘ BỀN CỦA KÌM QUANG HỌC 40 2.1 Khảo sát vùng ổn định kìm quang học 40 2.1.1 Môi trường chứa hạt mẫu 40 2.1.2 Các lực tác động lên hạt mẫu chất lưu 40 2.1.3 Quá trình động học hạt chất lưu, phương trình Langevin .41 2.1.4 Quá trình động học hạt tác động lực quang học .43 2.1.5 Phương pháp mô 43 2.1.6 Chuyển động Brown hạt kìm 45 2.1.7 Quá trình ổn định kìm 46 2.1.8 Vùng ổn định .48 2.1.9 Ảnh hưởng yếu tố lên vùng ổn định 48 2.2 Khảo sát độ bền kìm quang học 51 2.2.1 Độ bền số phương pháp đo độ bền 51 2.2.1.1 Phương pháp thứ 53 2.2.1.2 Phương pháp thứ hai 53 2.2.2 Đo quang lực .55 2.2.3 Đo vị trí hạt 56 2.2.4 Độ bền kìm quang học sử dụng xung Gaussian .57 2.2.5 Phương pháp mô 58 2.2.6 Ảnh hưởng mặt thắt chùm tia lên độ bền 59 2.2.7 Ảnh hưởng độ rộng xung lên độ bền 60 2.2.8 Ảnh hưởng bán kính hạt lên độ bền 61 2.3 Khảo sát mối liên hệ vùng ổn định khơng gian độ bền kìm quang học .62 2.4 Kết luận chương 63 KẾT LUẬN CHUNG 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO 65 MỞ ĐẦU Kìm quang học (optical tweezer) thiết bị giam giữ đối tượng nghiên cứu có kích thước cỡ nguyên tử như: hạt điện môi (dielectric nanoparticles), nguyên tử sau bị làm lạnh laser, hồng cầu, tế bào lạ,… Nguyên lý hoạt động kìm quang học dựa tác động quang lực lên hạt có kích thước cỡ nanomet Mục tiêu kìm quang học ổn định đối tượng nghiên cứu Chất lượng kìm cao độ ổn định cao vùng ổn định khơng - thời gian lớn Đã có nhiều cơng trình cơng bố kết nghiên cứu kìm quang học Tuy nhiên, nghiên cứu tập trung vào việc tìm cách giam giữ hạt mà chưa quan tâm đến việc không – thời gian giam giữ hạt, ổn định sau bẫy Chính vậy, chúng tơi chọn đề tài luận văn: “Khảo sát vùng ổn định độ bền kìm quang học” Ngồi phần mở đầu kết luận chung, nội dung luận văn trình bày hai chương: Chƣơng Tổng quan kìm quang học Chƣơng Khảo sát vùng ổn định độ bền kìm quang học CHƢƠNG : TỔNG QUAN VỀ KÌM QUANG HỌC Kìm quang học 1.1 1.1.1 Kìm quang học Một chùm tia laser hội tụ hệ quang có độ số lớn bẫy hạt điện mơi (vi cầu) gần tiêu điểm Một thiết bị gọi kìm quang học Kìm quang học sử dụng rộng rãi vật lý sinh học Kìm quang học sử dụng để giữ nghiên cứu vi cầu phân tử vĩ mô DNA RNA, chí áp dụng cho tế bào sống 1.1.2 Mơ tả chung kìm quang học Kìm quang học kéo hạt điện mơi có kích thước cỡ na nơ micrơ lực cực nhỏ sinh chùm tia laser hội tụ mạnh Chùm tia laser thông thường hội tự cách chiếu vào hệ quang học Hình 1.1.1 mơ tả hoạt động kìm quang học Chùm laser Thấu kính Tâm bẫy Mặt thắt kbẫy F=x.kbẫy x Hình 1.1.1 Sơ đồ cấu tạo hoạt động kìm sử dụng chùm tia Điểm hẹp chùm tia hội tụ gọi mặt thắt Tại gradient điện trường lớn Điều làm cho hạt điện mơi bị hút theo gradient vào vùng có điện trường lớn Vùng điện trường lớn tâm chùm tia Chùm laser có xu trao cho hạt điện môi lực dọc theo chiều truyền lan Điều dễ hiểu bạn tưởng tượng ánh sáng tập hợp hạt siêu nhỏ Mỗi hạt lại va chạm với hạt điện mơi siêu nhỏ quang trình Lực va chạm gọi lực tán xạ Lưc tán xạ đẩy hạt điện môi xa mặt thắt khoảng nhỏ ta thấy hình 1.1.1 Kìm quang học thiết bị nhậy giữ ghi nhận độ chuyển vị nhỏ hạt siêu nhỏ Vì lý mà kìm quang học thường sử dụng để giữ nghiên cứu đơn phân tử cách cho tương tác với hạt có xu liên kết với phân tử DNA, protein hay enzym dễ tương tác với ánh sáng laser Đối với thiết bị khoa học có chất lượng cao kìm quang học phải hoạt động cho hạt điện mơi chuyển động xa tâm bẫy Ngun nhân địi hỏi lực tác động lên hạt tỉ lệ thuận với độ chuyển vị tính từ tâm bẫy độ chuyển vị nhỏ Xét phương diện kìm quang học so sánh với lị xo đơn giản hoạt động theo định luật Hooke Lý thuyết giải thích cách chi tiết đắn tính chất kìm phụ thuộc vào mức độ so sánh kích thước hạt bước sóng laser sử dụng Trong trường hợp kích thước hạt lớn bước sóng laser, sử dụng chế độ quang hình để giải thích hiệu Trong trường hợp khác, kích thước hạt nhỏ bước sóng hạt phải xem lưỡng cực điện năm điện trường sử dụng chế độ Rayleigh hiệu 1.1.3 Các thành phần kìm quang học Muốn kìm quang học hoạt động cách bản, chi tiết sau cần phải trang bị lắp đặt (hình 1.1.2) Hình 1.1.2 Sơ đồ chi tiết kìm quang học  Laser Thông thường sử dụng laser Nd :YAG với bước sóng cỡ 1000 nm Đây bước sóng suốt mẫu sinh học Nhờ mà mẫu sinh học khơng hấp thụ hấp thụ yếu nên chúng không bị phá hỏng laser Cũng sử dụng số laser khác laser bán dẫn cơng suất cao có bước sóng vùng lân cận 1000 nm  Hệ mở rộng chùm tia Hệ quang học có khả mở rộng chùm tia có tác dụng giảm góc phân kỳ tăng vết chùm tia trước hội tụ Cùng với hệ mở rộng chùm tia số hệ quang học khác kính hiển vi, góp có mục đích lái tia laser (vết laser) vào vị trí mẫu  Điều quan trọng cần lưu ý q trình thiết kế kìm quang học tìm kính vật Một kìm quang học làm việc ổn định cần có lực gradient Lực phải lớn lực tán xạ Lực gradient phụ thuộc nhiều vào độ số NA kính vật Do đó, chỉnh lực gradient cách chỉnh độ số NA (hình 1.1.3) Kính vật phù hợp cho kìm quang học phải có độ số nằm khoảng từ 1,2 đến 1,4 n θ NA=nsinθ Hình1.1.3 Khẩu độ số thấu kính hội tụ  Thiết bị dị vị trí hạt thiết kế dựa photodiode quadrant (bốn mắt) Nhờ photodiode mà ghi nhận vết hạt mặt mẫu (xem hình 1.1.4 ) Hình 1.1.4 Ảnh dị hạt  Việc quan sát mặt phẳng mẫu thực nhờ nguồn sáng khác Nguồn sáng chung quang trình với nguồn laser bẫy Bằng chia lưỡng sắc nguồn sáng sau qua mẫu hội tụ vào camera CCD Nhờ hệ thống mà hạt luôn theo dõi quan sát 1.1.4 Kìm quang học sử dụng mode laser Kìm quang học sử dụng chùm tia laser dạng Gaussian TEM 00 có ưu điểm Song, số dạng chùm tia khác sử dụng để thiết kế kìm quang học Ví dụ : 10 Từ kết mơ thấy lượng tăng thời gian ổn định tăng bán kính vùng lượng giảm xuống Điều cho thấy độ ổn định kìm quang học tăng lên sử dụng chùm tia laser có năn lượng lớn Ngược lại, mặt thắt chùm tia tăng ổn định hạt giảm xuống Điều giải thích thơng qua hiệu ứng nhiễu xạ mạnh chùm laser Năng lượng chùm laser giảm nhanh khỏi tiêu điểm Tức hạt ổn định lớn diện tích mặt thắt chùm tia Khi khỏi diện tích mặt thắt chùm tia quang lực giảm nhanh tác động quang lực giảm nhanh khơng thắng lực Brown nên hạt khơng cịn ổn định Đối với trường hợp độ rộng xung tăng độ ổn định theo thời gian tăng, nhiên khơng gian ổn định giảm dần Khi độ rộng xung tăng cơng suất laser khoảng độ rộng xung bảo đảm bẫy hạt, công suất trung bình laser giảm quang lực giảm nhanh theo độ rộng xung Điều làm cho hạt dao động mạnh Sử dụng kìm quang học để bẫy hạt có kích thước lớn ổn định Điều hoàn toàn dễ hiểu hạt lớn dao động Brown nhỏ dễ bẫy 2.2 Khảo sát độ bền kìm quang học 2.2.1 Độ bền số phƣơng pháp đo độ bền Sự ổn định hạt hiểu theo nghĩa dao động xung quanh vị trí cân vùng khơng gian xác định Tần số dao động hạt vùng ổn định phụ thuộc vào hệ số gọi độ bền kìm Có hai phương pháp để thực điều này, hai phương pháp dựa sở quan sát chuyển động Brown xuất hố kìm quang 51 học, tức hạt bị rơi vào hố hình 2.2.1 Hố hố điều hồ tạo chùm tia laser có phân bố Gaussian Như nói trên, hai phương pháp liên quan đến chuyển động Brown Cụ thể quan sát vị trí hạt (x) so với toạ độ gốc (x=0) Toạ độ gốc đáy hố tâm kìm Vị trí hạt vùng kìm xác định phương pháp thực nghiệm trình bày hình 2.2 Hình 2.2.1 Hố hạt kìm quang học (a) Hố kìm có vùng kìm rộng quang lực nhỏ (b) Hồ kìm có vùng kìm hẹp quang lực lớn Hình 2.2.2 Cấu hình thiết bị xác định vị trí hạt kìm quang học 52 Sau xác định vị trí hạt thông qua giá trị điện đầu đầu thu tính giá trị trung bình bình phương li độ Từ xác định độ bền hai phương pháp sau 2.2.1.1 Phƣơng pháp thứ Từ định lý cân động, biết bậc tự có lượng k BT / , KB số Boltman T nhiệt độ môi trường thang nhiệt Kelvin (tương đương với độ C) Vì vậy, kìm quang học chiều ta có phương trình: k BT  k x hay k  k B T 2 x2 (2.1.1) Như vậy, biết nhiệt độ cách đo giá trị bình phương trung bình li độ phương pháp tìm độ bền kìm k 2.2.1.2 Phƣơng pháp thứ hai Trong điều hịa kìm, chuyển động hạt mơ tả phương trình Lagervin: F (t )   dx  kx dt (2.2.2) F(t) lực ngẫu nhiên tác động lên hạt thông qua chuyển động nhiệt phân tử dung dịch,  hệ số cản hạt chất lưu Bằng cách ghi lại vị trí kìm theo thời gian, nhận biến x(t ) dạng đầu thu [V] (hình 2.2.3) chuyển sang dạng độ dài ( hình 2.2.4) Sau tìm phổ cơng suất x(t ) (hình 2.2.5) phép biến đổi Fourie lấy bình phương biên độ F ( f )  4k BT ta có: S( f )  k BT k ( f  f c2 ) fc  k / 2 tần số góc 53 (2.2.3) Hệ số cản  hình cầu xác định theo định luật Stokes có biểu thức sau   3d , d đường kính hạt,  độ nhớt chất lưu Hình 2.2.3 Biến đổi đầu thu (li độ) theo thời gian kìm Hình 2.2.4 Biến đổi li độ theo thời gian Như vậy, cách xác định tần số góc f c ta tìm hệ số đàn hồi kìm 54 Hình 2.2.5.Phân bố mật độ công suất phổ theo tần số Như vậy, cách xác định tần số góc f c ta tìm hệ số đàn hồi kìm 2.2.2 Đo quang lực Giả sử ta biết độ bền quang học kìm quang học xác định Nhờ cấu hình kìm quang học ứng dụng để xác định lực quang học chùm tia laser Hình 2.2.6 Sơ đồ hệ kìm quang học L1, L2 thấu kính mở rộng chùm tia; M1, M2 gương lái tia; O hệ tê lê scôp; C 1, C2 thấu kính cho ánh sáng dọi mẫu; D lọc phân cực; L4 thấu kính phụ thu ảnh; 55PZT đầu nhạy gốm áp điện để đo lực Giả sử cấu hình nguyên lý hoạt động kìm quang học trình bày hình 2.2.6 Bằng laser xác định trước, xác định độ bền kìm với hạt chất lưu xác định hai phương pháp nói Sau xác định độ bền, thay laser khác thực đo li độ hạt hình Camera CCD Sử dụng tốn ngược từ cơng thức (2.2.2) tính quang lực chùm tia laser tác động lên hạt 2.2.3 Đo vị trí hạt Trong hệ kìm quang học hình 2.2.6, vị trí hạt xác định nhờ phép đo chuyển động tâm phát sáng (hình 2.2.7) Tâm ánh sáng hiểu giá trị trung bình điểm chứa ảnh hạt thông qua cường độ điểm Tâm điểm sáng xuất camera CC D hạt phát sáng có ánh sáng đèn chiếu vào hạt nằm mặt gốm áp điện (xem hình 2.2.8) Hình 2.2.7 Sơ đồ ảnh hạt mặt camera CCD Toạ độ tâm sáng (x,y) tính sau: m n x   i.g (i, j ) / I sum , i 1 j 1 m n x   j.g (i, j ) / I sum , i 1 j 1 hay m n x   g (i, j ) (2.2.4) i 1 j 1 56 (x,y) vị trí ảnh hạt, m, n tương ứng số điểm ảnh trục tung trục hoành, (i,j) toạ độ điểm, g(i,j) cường độ ánh sáng tương ứng Hình 2.2.8 Ảnh hạt mặt CCD 2.2.4 Độ bền kìm quang học sử dụng xung Gaussian Cơng thức tính độ bền kìm quang học (2.2.1), (2.2.2), (2.2.5) (2.2.7) sử dụng cho thực nghiệm Trong q trình thực nghiệm thơng thường sử dụng laser liên tục Với laser liên tục trình ghi nhận vị trí hạt hay li độ dễ dàng với độ xác cao Tuy nhiên, trường hợp sử dụng laser phát dạng xung ngắn việc ghi nhận vị trí hạt phải địi hỏi thiết bị thu có độ nhạy cao phân giải thời gian lớn Điểu gặp nhiều khó khăn Như nghiên cứu phần 2.1, vùng ổn định khơng thời gian xác định phương pháp mơ giải phương trình Langevin Nhờ phương pháp mà xác định li độ hạt thời điểm xung quang lực tác động lên hạt thời điểm vị trí xác định Tức hệ hai chiều  (t ) giá trị trung bình phương sai toạ đô hướng tâm xác định quãng thời gian t Đối với hạt cho (có bán kính a) chất lỏng (với hệ số cản 57 không đổi  ), độ bền k  (có mối quan hệ tuyến tính) tỷ lệ thuận với lượng laser bẫy quang học Trường laser xung Gaussian, độ bền trung bình k  suốt thời gian xung laser biểu diễn qua công thức sau: k  Fgrad ,    , t    t  t  t Fgrad ,    , t   t  t    Fgrad ,  (   t  , t )dt 2  2  t  Fgrad ,  (   t  , t )dt 2    (t )dt 2    (t )dt    F grad ,   (   t  , t )dt (2.2.5)    (t )dt  Như mô tả chương trước hạt chuyển động xung quanh vị trí cân (   ) với biên độ tương đương với bán kính Vì thế, cơng thức (2.2.5) đại lượng  t  t thay  t  t Sử dụng phương trình (2.2.3), (2.2.4) (2.2.5) mô tả số (cơng thức), tính độ bền trung bình, k  , đại lượng phụ thuộc vào cường độ tổng (U), mặt thắt chùm tia ( w0 ), bề rộng xung Gauss(  ), bán kính hạt (a) với tham số mơi trường xung quanh cho s n  , n2 ,T 2.2.5 Phƣơng pháp mô Chúng ta khảo sát chuyển động hai chiều vị trí hạt thủy tinh nước phương pháp động học Brown Mẫu đơn chất lưu sử dụng để mô tả chuyển động hạt Do đó, phương trình viết lại sau cho hạt:    Fgrad,   t   t  t   t   t  D  t h t     Fg ,    ˆ 2 I   , z , t   cns w0 1  z  58 (2.2.6) (2.2.7)  t số gia thời gian trình mơ phỏng, h t  vectơ ngẫu nhiên gồm thành phần nằm khoảng [-1,1] cho bước mô Thành   phần Fgrad,   t  phương trình mơ tả quang lực ngang tác động lên hạt vị trí  thời điểm t = 0, giả sử hạt đặt vào vị trí có  (0) = w0, sau  hiểu quang lực gradien Fgrad, (w0 ,0) tác động lên hạt tạo chuyển động đến vị trí  (0  t ) = w0 +Δ  sau thời gian t Tại vị trí quang lực gradient có giá trị Fgrad, w0   ,0  t  Thay lực Fgrad,  (ti ), ti   ti  vào phương trình (2.2.5) có độ bền k 2.2.6 Ảnh hƣởng mặt thắt chùm tia lên độ bền Đồ thị 2.2.13 kết mô ảnh hưởng mặt thắt chùm tia laser lên độ bền kìm quang học Đồ thị 2.2.13 cho thấy độ bền tăng mặt thắt tăng từ 0,5 đến 1,06 Tại giá trị mặt thắt W0  1,06 m   độ bền đạt giá trị cực đại Sau đó, độ bền giảm dần Hiện tượng giải thích sau: phân kỳ chùm tia tỷ lệ thuận với tỷ lệ bước sóng đường kính mặt thắt chùm tia 2W Nếu mặt thắt bị nén lại, tia laser phân kỳ, chùm tia có tính định hướng thấp Lẽ dĩ nhiên, độ dài tiêu điểm tỷ lệ thuận với diện tích chùm tia mắt thắt tỷ lệ nghịch với bước sóng (tức 2b  2w02 /  ) 59 Hình 2.2.13 Đặc trưng k-W0 chùm xung τ=10ps, U= 40μJ, a= 35 nm Vì thế, tia hội tụ cho vết gần với vết điểm, độ sâu hội tụ ngắn, địi hỏi mặt phẳng hội tụ phải có độ xác cao Hiện tượng định hướng thấp độ sâu hội tụ ngắn gây nên mặt thắt chùm tia nhỏ tạo giảm gradient cường độ laser diện tích mặt thắt, từ dẫn đến quang lực bị giảm 2.2.7 Ảnh hƣởng độ rộng xung lên độ bền Đồ thị 2.2.14 kết mô ảnh hưởng độ rộng xung laser lên độ bền kìm quang học Từ đồ thị hình 2.2.14 nhận thấy độ bền giảm nhanh theo chiều tăng độ rộng xung Điều giải thích sau: độ rộng xung tăng, lượng đỉnh, lượng thời điểm giảm Do lượng giảm san theo thời gian nên gradient cường độ giảm theo, dẫn đến lực giảm theo 60 Hình 2.2.14 Đặc trưng k-τ0 chùm xung W0=1,0 μm, U= 40μJ, a= 35 nm 2.2.8 Ảnh hƣởng bán kính hạt lên độ bền Đồ thị 2.2.15 kết mơ ảnh hưởng bán kính hạt độ bền kìm quang học Hình 2.2.15 Đặc trưng k-a chùm xung W0 =1,0 μm, U= 40μJ, τ= 10ps Ta nhận xét độ bền tăng kích thước hạt tăng Điều hiển nhiên, kích thước hạt tăng lên lực cản chất lưu lên hạt tăng lên dao động hạt bị hạn chế Có nghĩa hạt chuyển động chậm li độ giảm Do đó, độ bền kìm tăng lên 61 2.3 Khảo sát mối liên hệ vùng ổn định không gian độ bền kìm quang học Qua việc khảo sát phụ thuộc vùng ổn định độ bền kìm quang học vào tham số chùm laser Gauss kích thước hạt, rút phụ thuộc vùng ổn định độ bền kìm theo đồ thị hình 2.3 1.9 Độ bền ( x10nN/m) 1.8 1.7 1.6 1.5 1.4 1.3 1.2 1.1 0.4 0.45 0.5 0.55 0.6 Bán kính vùng ổn định ( X10 nm) Hình 2.3 Mối liên hệ vùng ổn định độ bền kìm quang học Từ đồ thị mô ta thấy :  Bán kính vùng ổn định nhỏ độ bền kìm lớn  Khi bán kính vùng ổn định tăng khoảng từ 0,4nm đến 0,45nm độ bền kìm giảm nhanh  Khi bán kính vùng ổn định khoảng từ 0,45nm đến 0,55nm độ bền kìm giảm chậm  Khi bán kính vùng ổn định lớn 0,55nm độ bền kìm ổn định 62 Các nhận xét khẳng định độ bền kìm giảm bán kính vùng ổn định tăng đạt tới giá trị ổn định bán kính vùng ổn định đạt giá trị lớn 0,55nm 2.4 Kết luận chƣơng Trong chương khảo sát vùng ổn định độ bền kìm quang học, Từ khảo sát vùng ổn định, :  Mô chuyển động Brown hạt kìm  Mơ trình ổn định kìm  Xác định vùng ổn định  Khảo sát ảnh hưởng yếu tố lên vùng ổn định Từ khảo sát độ bên kìm, chúng tơi đã:  Đưa số phương pháp đo độ bền  Đưa cách đo quang lực đo vị trí hạt  Khảo sát ảnh hưởng mặt thắt chùm tia, độ rộng xung, bán kính hạt lên độ bền  Từ chúng tơi đưa khảo sát mối liên hệ vùng ổn định không gian độ bền kìm quang học Kết thu khẳng định độ bền kìm giảm bán kính vùng ổn định tăng đạt tới giá trị ổn định bán kính vùng ổn định đạt giá trị lớn 63 KẾT LUẬN CHUNG Luận văn tập trung nghiên cứu vùng ổn định độ bền kìm quang hoc Kết luận văn tóm lược thành số kết sau:  Đưa lý thuyết tổng quan kìm quang học bao gồm mơ tả chung kìm quang học, đưa thành phần kìm quang học, giới thiệu kìm quang học sử dụng mode laser bất kỳ, kìm quang học kết hợp, kìm quang học sở sợi quang, kìm quang học sử dụng hai chùm tia ngược chiều Khảo sát ảnh hưởng thông số đặc trưng lên phân bố cường độ tổng, lên phân bố quang lực  Đã khảo sát vùng ổn định kìm quang học mơ chuyển động Brown hạt kìm, mơ q trình ổn định kìm, xác định vùng ổn định, khảo sát ảnh hưởng yếu tố lên vùng ổn định  Đã khảo sát độ bền kìm đưa số phương pháp đo độ bền, cách đo quang lực đo vị trí hạt, khảo sát ảnh hưởng mặt thắt chùm tia, độ rộng xung, bán kính hạt lên độ bền Từ chúng tơi đưa khảo sát mối liên hệ vùng ổn định khơng gian độ bền kìm quang học Kết thu khẳng định độ bền kìm giảm bán kính vùng ổn định tăng đạt tới giá trị ổn định bán kính vùng ổn định đạt giá trị lớn 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO Hồ Quang Quý, Laser rắn công nghệ ứng dụng, NXB Đại Học Quốc Gia Hà Nội 2006 Trần Hải Tiến, Phân bố quang lực hai xung Gauss ngược chiều, Luận văn thạc sĩ Vật Lý, thư viện ĐH Vinh 2008 Ho Quang Quy, Mai Van Luu, Tran Hai Tien, Total power distribution of two counter-propagating pulsed Gauss Beams, Tạp chí nghiên cứu khoa học kỹ thuật công nghệ Quân sự, No 23, 06-2008 Ho Quang Quy, Mai Van Luu, “Stable Manipulation Dielectric Sphere of Optical Trapping by two Counter-propagating Gaussian Pulsed Beams,” IWP&A, Nhatrang, Sept.10-14, (2008) Ho Quang Quy and Mai Van 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.174180 Ho Quang Quy, Mai Van Luu and Tran Hai Tien, Total Power Distribution of Two Counter-propagating Pulsed Gaussian Beams, Tạp chí Nghiên cứu KHKT-CNQS, số 23, 2007, trang 89-92 65 ... sát vùng ổn định độ bền kìm quang học? ?? Ngồi phần mở đầu kết luận chung, nội dung luận văn trình bày hai chương: Chƣơng Tổng quan kìm quang học Chƣơng Khảo sát vùng ổn định độ bền kìm quang học. .. DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH NGUYỄN MẬU QUYẾT KHẢO SÁT VÙNG ỔN ĐỊNH VÀ ĐỘ BỀN CỦA KÌM QUANG HỌC LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÍ CHUYÊN NGÀNH: QUANG HỌC MÃ SỐ: 60.44.01.09 Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: ... cứu chương 39 CHƢƠNG : KHẢO SÁT VÙNG ỔN ĐỊNH ĐỘ BỀN CỦA KÌM QUANG HỌC 2.1 Khảo sát vùng ổn định kìm quang học 2.1.1 Môi trƣờng chứa hạt mẫu Trên sở ứng dụng kìm quang học nói chương hạt mẫu nằm