Động học phát xung ngắn laser cr lisaf nhờ biến điệu độ phẩm chất của buồng cộng hưởng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH ĐỘNG HỌC PHÁT XUNG NGẮN LASER Cr: LiSAF NHỜ BIẾN ĐIỆU ĐỘ PHẨM CHẤT CỦA BUỒNG CỘNG HƢỞNG LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÝ Chuyên ngành: Quang Học Ngƣời thực hiện: Nguyễn Duy Cƣờng Cán hƣớng dẫn: TS Đoàn Hoài Sơn Vinh, 2009 MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LASER Cr: LiSAF VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP PHÁT XUNG NGẮN NHỜ BIẾN ĐIỆU ĐỘ PHẨM CHẤT CỦA BUỒNG CỘNG HƢỞNG 1.1 Laser tinh thể Cr:LiSAF 1.1.1 Nguyên lý hệ laser bốn mức lƣợng 1.1.2 Hệ phƣơng trình tốc độ với hệ laser mức 1.1.3 Cấu trúc lƣợng Ion Cr3+ 1.2 Các phƣơng pháp phát xung ngắn nhờ biến điệu độ phẩm chất buồng cộng hƣởng 11 1.2.1 Biến điệu độ phẩm chất phƣơng pháp – quang 13 1.2.2 Biến điệu độ phẩm chất phƣơng pháp điện – quang 15 1.2.3 Biến điệu độ phẩm chất phƣơng pháp âm – quang 19 1.2.4 Biến điệu độ phẩm chất phƣơng pháp thụ động 20 Kết luận chƣơng 21 CHƢƠNG 2: ĐỘNG HỌC PHÁT XUNG LASER Cr: LiSAF NHỜ BIẾN ĐIỆU ĐỘ PHẨM CHẤT CỦA BUỒNG CỘNG HƢỞNG BẰNG PHƢƠNG PHÁP THỤ ĐỘNG 22 2.1 Động học phát xung laser Cr: LiSAF phát xung nhờ biến điệu độ phẩm chất sử dụng tinh thể Cr: YSO 22 2.1.1 Cấu hình laser Cr: LiSAF 22 2.1.2 Mơ hình lý thuyết laser Cr: LiSAF phát xung nhờ biến điệu độ phẩm chất phƣơng pháp thụ động 24 2.2 Một số đặc trƣng phát xung laser Cr : LiSAF 34 2.2.1 Ảnh hƣởng hệ số phản xạ gƣơng lên đặc tính phát xung 35 2.2.2 Ảnh hƣởng tốc độ bơm lên đặc tính phát xung 40 Kết luận chƣơng 42 KẾT LUẬN 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO MỞ ĐẦU Từ đƣợc phát minh nay, laser không ngừng đƣợc nghiên cứu phát triển Với nhu cầu ứng dụng rộng rãi hầu hết lĩnh vực nghiên cứu khoa học ứng dụng, tiến lĩnh vực khoa học vật liệu quang điện tử, laser ngày đƣợc phát triển đa dạng chủng loại, đồng thời kỹ thuật phát laser ngày đƣợc hoàn thiện Các laser rắn mà laser Chromium nguồn kích thích quang học quan trọng đƣợc sử dụng rộng rãi phịng thí nghiệm quang học quang phổ Hiện nay, laser chủ yếu đƣợc bơm đèn flash với hiệu suất chuyển đổi lƣợng thấp khoảng ÷ 2% Năng lƣợng đèn bơm bị mát chủ yếu dƣới dạng nhiệt, laser địi hỏi phải có hệ thống làm mát phức tạp Nguyên nhân làm hiệu suất chuyển đổi lƣợng laser thấp đèn flash có phổ phát xạ phân bố rộng tinh thể Chromium hấp thụ dải phổ hẹp Các nghiên cứu nhằm nâng cao hiệu suất lƣợng laser Chromium nhƣ phƣơng pháp nhằm cải tiến đèn flash không mang lại hiệu cao Ngày nay, nhờ phát triển công nghệ laser diode, công suất phát laser diode đạt tới hàng chục oát (W) với phổ phát xạ tập trung khoảng phổ hẹp, phù hợp với phổ hấp thụ tinh thể laser Do vậy, phƣơng pháp bơm quang học laser diode để bơm cho laser rắn đƣợc phát triển mạnh mẽ Phƣơng pháp làm cho hiệu suất chuyển đổi lƣợng đƣợc nâng lên đáng kể, đồng thời cấu hình laser trở nên gọn Với cấu hình bơm khác nhau, hiệu suất chuyển đổi lƣợng bơm laser diode đạt từ 10% ÷ 80% Ngồi ra, việc bơm laser diode hạn chế đƣợc nhƣợc điểm cố hữu phƣơng pháp bơm đèn flash nhƣ: hiệu ứng thấu kính nhiệt hoạt chất gây phát laser không ổn định, tăng độ phân kỳ chùm tia hấp thụ vùng tử ngoại làm phá huỷ hoạt chất Chính ƣu điểm phƣơng pháp bơm laser diode mà xu hƣớng sử dụng nguồn laser diode để làm nguồn bơm cho laser rắn đƣợc phát triển mạnh Một yêu cầu đƣợc đòi hỏi ngày cao ứng dụng, nghiên cứu đào tạo nhu cầu sử dụng hệ thống laser xung ngắn Ví dụ, việc sử dụng laser rắn xung ngắn, tần số lặp lại cao, cơng suất trung bình lớn để nghiên cứu trình động học tƣợng nhanh đƣợc nhiều quan khoa học mong muốn Vì vậy, việc tiến hành nghiên cứu xây dựng hệ laser Chromium xung ngắn bơm laser diode việc có ý nghĩa khoa học cơng nghệ nhƣ ứng dụng thực tiễn Laser Cr: LiSAF loại laser có hiệu suất cao đƣợc bơm laser diode Ngồi tinh thể Cr: LiSAF có độ bền cao mặt vật lý, hóa học nên đƣợc sử dụng rộng rãi Khi so sánh laser Cr: LiSAF bơm đèn flash với laser Cr: LiSAF đƣợc bơm laser diode laser Cr: LiSAF bơm laser diode có nhiều lợi Nó bị phụ thuộc vào bƣớc sóng bơm, phổ hấp thụ rộng, hiệu suất cao, ngƣỡng phát laser thấp hơn, phát xạ phân cực thẳng, đơn mode Nội dung luận văn tiến hành tìm hiểu nghiên cứu trình động học phát xung ngắn laser Cr: LiSAF bơm laser diode, đƣợc biến điệu thụ động độ phẩm chất sử dụng tinh thể Cr: YSO, đồng thời nghiên cứu đặc tính vật lý xung laser phát hệ laser Cấu trúc luận văn gồm hai chƣơng: Chƣơng 1: Tổng quan laser Cr: LiSAF phƣơng pháp phát xung nhờ biến điệu độ phẩm chất buồng cộng hƣởng Chƣơng chúng tơi tìm hiểu ngun lý hoạt động laser Cr: LiSAF cấu trúc lƣợng ion Cr3+ Đồng thời tìm hiểu phƣơng pháp biến điệu độ phẩm chất buồng cộng hƣởng để phát xung laser ngắn Chƣơng 2: Động học phát xung ngắn laser Cr: LiSAF nhờ biến điệu thụ động độ phẩm chất buồng cộng hƣởng phƣơng pháp thụ động Chƣơng hai chúng tơi tìm hiểu động học phát xung ngắn laser Cr: LiSAF nhờ biến điệu độ phẩm chất buồng cộng hƣởng phƣơng pháp thụ động cụ thể đƣa hệ phƣơng trình tốc độ, giải hệ phƣơng trình phƣơng pháp giải tích Đồng thời giải phƣơng pháp số sử dụng phần mềm Matlab Origin để nghiên cứu số đặc tính phát xung hệ laser CHƢƠNG I TỔNG QUAN VỀ LASER Cr: LiSAF VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP PHÁT XUNG NGẮN NHỜ BIẾN ĐIỆU ĐỘ PHẨM CHẤT CỦA BUỒNG CỘNG HƢỞNG 1.1 Laser tinh thể Cr: LiSAF Theo lý thuyết laser, ta biết laser hoạt động theo chế độ ba mức bốn mức Laser hoạt động chế độ bốn mức có ƣu điểm bật ngƣỡng bơm thấp, dễ dàng đạt đƣợc nghịch đảo độ tích luỹ Laser tinh thể Cr: LiSAF laser điển hình hoạt động chế độ bốn mức 1.1.1 Nguyên lý laser bốn mức lƣợng Nguyên lý hoạt động laser chế độ mức điển hình biểu diễn hình 1.1 Chuyển dời khơng phát xạ Hấp thụ Phát xạ cƣỡng Phát xạ tự phát Hấp thụ cảm ứng Hồi phục Hình 1.1 Nguyên lý Laser mức Dƣới xạ nguồn bơm, xuất dịch chuyển tâm hoạt tính (do hấp thụ photon) từ trạng thái tới trạng thái Do thời gian sống tâm hoạt tính mức ngắn nên chúng hồi phục không phát xạ nhanh từ trạng thái trạng thái Mức mức siêu bền nên nghịch đảo độ tích luỹ đƣợc tạo mức mức Sự dịch chuyển cho phát xạ laser xảy mức laser tới mức laser dƣới Từ mức tâm hoạt tính hồi phục nhanh trạng thái 1.1.2 Hệ phƣơng trình tốc độ với hệ laser mức Khi chiếu xạ bơm vào mơi trƣờng hoạt tính, dƣới tác động xạ bơm trình hấp thụ, hồi phục phát xạ xảy mức lƣợng mơi trƣờng hoạt tính Chúng ta sử dụng phƣơng trình tốc độ để biểu diễn trình xảy  Quá trình hấp thụ xạ bơm từ mức lên mức dN3  η.W14.N1  Wp N1 dt p (1.1) Đặt Wp  .W14 ( p : pump - bơm) Trong đó:  hiệu suất bơm; W14 xác suất hấp thụ xạ bơm; N1 độ tích luỹ trạng thái 1; N3 độ tích luỹ trạng thái Sự dịch mức từ trạng thái xuống xảy nhanh, gần nhƣ mức đƣợc tích luỹ mật độ phân bố N trạng thái gần nhƣ khơng  Q trình phát xạ tự phát Một trình khác ảnh hƣởng tới độ tích luỹ trạng thái trình phát xạ tự phát dN  Γ.N3 dt s (1.2) Trong đó:  = 1/s ; s thời gian sống tâm hoạt tính (trong trƣờng hợp laser Cr: LiSAF ion Cr3+) mức kích thích (s: spontaneous - tự phát)  Quá trình hấp thụ cảm ứng photon từ mức lên mức Quá trình cảm ứng xuất mức mức dƣới tác dụng trƣờng laser phải đƣợc xem xét Tốc độ cảm ứng tỉ lệ với hiệu độ tích luỹ N2 N3, tỉ lệ với mật độ photon p trƣờng laser, tiết diện hấp thụ  (i = induced - cảm ứng) dN3  σ.c.p.(N2  N3 ) dt i (1.3) Do đó, thay đổi tổng mật độ tích luỹ mức theo thời gian đƣợc viết tổng trình Kết hợp (1.1), (1.2) (1.3) ta thu đƣợc dN3  σ.c.p.(N  N3 )  Γ.N3  .W14 N1 dt toc dotu phat (1.4) toc dobom toc docamung Một vấn đề quan trọng hoạt động laser phải biết đƣợc thay đổi theo thời gian mật độ photon dịch chuyển từ mức laser tới nhƣ Chu trình ngƣợc chiều với chu trình biểu diễn (1.3) dp  σ.c.p.(N2  N3 ) dt i (1.5) Ngay đƣợc tạo ra, mật độ photon khơng cịn giữ ngun buồng cộng hƣởng, thay vào giảm theo khoảng thời gian sống photon buồng cộng hƣởng ph mát thoát photon khỏi gƣơng buồng cộng hƣởng dp p  dt l τ ph (1.6) Kết hợp (1.5) (1.6) dẫn đến biến đổi tổng mật độ photon theo thời gian là: dp p  σ.c.p.(N  N )  dt τ ph (1.7) Để đơn giản, kí hiệu nghịch đảo mật độ tích luỹ n = N3 - N2 Giả thiết N0 = N1 + N2 + N3 + N4 ≈ N1 + N3 Chuyển dời từ trạng thái xuống trạng thái nhanh: N2 ≈ Chuyển dời từ trạng thái xuống trạng thái nhanh: N4 ≈ Vì N0 = const nên Từ (1.4)  dN dN dN 0  dt dt dt dN1   c p.( N  N3 )  N3  Wp N1 dt Nghịch đảo mật độ tích luỹ theo thời gian đƣợc biểu diễn gần là: dn  σ.c.p.n  Γ.n  Wp (N0  n) dt (1.8) Từ phƣơng trình (1.7) => thay đổi mật độ photon theo thời gian là:  dp   p. σ.n.c  (1.9)  dt τ ph   Hệ phƣơng trình tốc độ mơ tả động học hệ laser mức lƣợng gồm phƣơng trình (1.8) (1.9) dn dp 0 ;  Trong trƣờng Khi hoạt động laser trạng thái dừng, dt dt hợp ta có đƣợc nghịch đảo mật độ tích luỹ (từ 1.8 suy ra): n N Wp (1.10) σ.c.p  Wp  Γ Khi laser đƣợc hoạt động ngƣỡng tức không photon đƣợc tạo (p = 0) Trong trƣờng hợp Wp Loss số photon đƣợc xác lập từ giá trị 36 nghịch đảo mật độ laser chất hấp thụ bão hoà Cr: YSO bắt đầu bão hoà (chất hấp thụ bão hoà đƣợc tẩy trắng), xung laser phát Hình 2.4 phát xung khổng lồ laser Q - Switching Khi số photon buồng cộng hƣởng tăng, mát chất hấp thụ bão hoà giảm xuống Số photon đạt đỉnh nghịch đảo mật độ mát buồng cộng hƣởng cụ thể: N g = Loss  4,0.1016 Từ điểm mát có lợi nhỏ tổng mát buồng cộng hƣởng hệ laser xung laser Q – Switching biến nhanh nghịch đảo mật độ giảm xuống giá trị nhỏ với giá trị 2,0.1016 Sau tham số mát laser Q - Switching tăng lên trở giá trị ban đầu Một điều cần lƣu ý thời gian phát xung thứ xung thứ hai nhỏ thời gian cần thiết để phát xung thứ N g giảm sau phát xung thứ 2.2.1 Ảnh hưởng hệ số phản xạ gương lên đặc tính phát xung laser Cr: LiSAF biến điệu độ phẩm chất sử dụng tinh thể Cr: YSO Để nghiên cứu ảnh hƣởng hệ số phản xạ gƣơng lên độ rộng xung, lƣợng xung laser ra, tần số lặp lại, công suất xung Chúng tơi giải hệ phƣơng trình tốc độ (2.7) phƣơng pháp số sử dụng phần mềm Matlab 7.0 với thơng số cấu hình laser trình bày nhƣng cho hệ số phản xạ thay đổi từ 0,6 đến 0,94 ứng với bốn giá trị Na0 kết thu đƣợc  Ảnh hƣởng hệ số phản xạ gƣơng lên độ rộng xung laser Cr: LiSAF đƣợc biến điệu độ phẩm chất sử dụng tinh thể Cr: YSO Chúng ta sử dụng chƣơng trình Matlab sau tổng hợp số liệu, sử dụng phần mềm Origin vẽ đồ thị thu đƣợc ảnh hƣởng hệ số phản xạ lên độ rộng xung biểu diễn hình vẽ 2.5 37 50 laser Độ rộng xung (ns) (ns) width Pulse 45 40 35 30 Na0 = 2.1.10 16 Na0 = 2.3.10 16 Na0 = 2.5.10 16 Na0 = 2.7.10 16 25 20 15 10 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 output coupler HệReflectivity số phảnofxạ gƣơng Hình 2.5 Độ rộng xung phụ thuộc vào hệ số phản xạ gương ứng với giá trị Na0 bước sóng 850nm Mặt khác theo kết giải tích, độ rộng xung laser đƣợc tính nhƣ sau:  pulse   c Ng0  N f N  N g  Nth  Nth ln  g   Nth  (2.20) Trong đó: τc thời gian sống photon buồng cộng hƣởng ;  c  2n ' L Với n’ c(1  r ) phần thực chiết suất buồng cộng hƣởng; r hệ số truyền qua, (1 – r) hệ số phản xạ gƣơng Nhƣ độ rộng xung laser Cr: LiSAF phụ thuộc chủ yếu vào hệ số truyền qua gƣơng laser ra, chiều dài buồng cộng hƣởng Chiều dài buồng cộng hƣởng lớn xung laser lớn, hệ số phản xạ gƣơng lớn độ rộng xung nhỏ 38  Ảnh hƣởng hệ số phản xạ lên lƣợng laser Cr: LiSAF đƣợc biến điệu độ phẩm chất sử dụng tinh thể Cr: YSO 5.5 4.5 Laser output energy (mJ) Năng lƣợng laser (mJ) 5.0 4.0 3.5 3.0 2.5 Na0 Na0 Na0 Na0 2.0 1.5 1.0 16 = 2.1.10 16 = 2.3.10 16 = 2.5.10 16 = 2.7.10 0.5 0.0 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 Reflectivity output coupler Hệ số phảnofxạ gƣơng Hình 2.6 Năng lượng laser phụ thuộc vào hệ số phản xạ gương Mặt khác theo kết giải tích ta có cơng thức xác định lƣợng laser: Era  Trong đó: Ng0  Ng0  N f    c (2.21) Ka Na0   c ; Nf giá trị thấp Ng Kg c   R1 (R1 hệ số phản xạ gƣơng ra) Khi hệ số phản xạ gƣơng R1 tăng c giảm Theo cơng thức (2.21) lƣợng xung laser tỷ lệ với c Do hệ số phản xạ gƣơng tăng lƣợng xung laser giảm Điều đƣợc biểu diễn hình vẽ 2.5  Ảnh hƣởng hệ số phản xạ gƣơng lên tần số lặp lại laser Khoảng thời gian hai lần phát xung liên tiếp chu kỳ lặp lại, tần số lặp lại số lần phát xung giây Khi hệ số phản xạ tăng mát buồng cộng hƣởng giảm nghịch đảo độ tích luỹ tăng nhanh 39 mà ta biết nghịch đảo độ tích luỹ mát buồng cộng hƣởng laser phát xung Do hệ số phản xạ tăng nghịch đảo độ tích luỹ nhanh để đạt đến giá trị mát buồng cộng hƣởng tức thời gian phát xung nhanh hay số lần phát xung 1s nhiều hơn, tức tần số lặp lại tăng 50 16 Pulse repetition rate (kHz) Tần số lặp lại (KHz) 45 Na0 = 2.1.10 16 Na0 = 2.3.10 16 Na0 = 2.5.10 16 Na0 = 2.7.10 40 35 30 25 20 15 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 Reflectivity of output coupler Hệ số phản xạ gƣơng Hình 2.7 Tần số lặp lại phụ thuộc hệ số phản xạ gương  Ảnh hƣởng hệ số phản xạ lên số photon cực đại 15 15 Số Peak photon đại(10(10 ) number photoncực ) 14 12 10 Na0 = 2.1.10 16 Na0 = 2.3.10 16 Na0 = 2.5.10 16 Na0 = 2.7.10 16 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 Reflectivity of output coupler Hệ số phản xạ gƣơng Hình 2.8 Số photon cực đại phụ thuộc vào hệ số phản xạ gương 40 Khi hệ số phản xạ tăng tức mát buồng cộng hƣởng giảm, nghịch đảo độ tích luỹ cực đại tăng Do chất hấp thụ bão hồ đƣợc “tẩy trắng” hay khố buồng cộng hƣởng đƣợc mở số photon phát nhiều hơn, đỉnh xung đƣợc đẩy lên cao hơn, số photon đỉnh cao Vậy hệ số phản xạ mà tăng số photon cực đại tăng lên Điều đƣợc biểu diễn hình vẽ 2.8 2.2.2 Ảnh hưởng tốc độ bơm lên đặc tính phát xung laser Cr: LiSAF biến điệu độ phẩm chất sử dụng tinh thể Cr: YSO Để nghiên cứu ảnh hƣởng tốc độ bơm lên độ rộng xung, lƣợng xung laser ra, tần số lặp lại Chúng tơi giải hệ phƣơng trình (2.7) với thơng số cấu hình laser nhƣ trình bày Nhƣng tốc độ bơm đƣợc thay đổi từ: 2.1021(s-1) đến 7.1021(s-1) ứng với hai giá trị khác hệ số phản xạ gƣơng ra: R1 = 0,8 R1 = 0,9  Ảnh hƣởng tốc độ bơm lên độ rộng xung laser 24 22 R1 = 0.8 R1 = 0.9 Pulsewidth (ns) Độ rộng xung (ns) 20 18 16 14 12 10 21 -1 Pumping Tốc độ bơm rate (10(10 s s )) 21 -1 Hình 2.9 Độ rộng xung phụ thuộc vào tốc độ bơm 41 Khi tốc độ bơm tăng tức số photon bơm vào buồng cộng hƣởng đơn vị thời gian tăng lên, nên nghịch đảo độ tích luỹ cực đại tăng lên, đỉnh xung đƣợc nâng cao lên Do tốc độ bơm tăng độ rộng xung giảm, điều đƣợc thể rõ hình vẽ 2.9  Ảnh hƣởng tốc độ bơm lên lƣợng laser Tăng tốc độ bơm lƣợng tích luỹ buồng cộng hƣởng lớn, độ phẩm chất Q buồng cộng hƣởng lớn, nghịch đảo độ tích luỹ mức laser mức laser dƣới lớn Do lƣợng laser phát tăng lƣợng laser (mJ) Năng Laser output energy (mJ) tăng tốc độ bơm 3.4 3.3 3.2 3.1 3.0 2.9 2.8 2.7 2.6 2.5 2.4 2.3 2.2 2.1 2.0 1.9 1.8 1.7 1.6 R1 = 0.8 R1 = 0.9 21 -1 Pumping rate(10 (10 s s) ) Tốc độ bơm 21 -1 Hình 2.10 Năng lượng laser phụ thuộc vào tốc độ bơm  Ảnh hƣởng tốc độ bơm lên tần số lặp lại laser Khi tăng tốc độ bơm lƣợng tích luỹ buồng cộng hƣởng tăng, độ phẩm chất buồng cộng hƣởng tăng, nghịch đảo mật độ tích luỹ tăng nhanh Mà laser phát nghịch đảo mật độ tích luỹ tham số mát (tham số mát ban đầu khơng đổi) Do laser nhanh phát Nên giây có nhiều xung laser phát hay nói có tần số phát xung nhiều Vậy tăng tốc độ bơm tần số lặp lại tăng lên 42 80 Tần số lặp lại (KHz) Pulse repetition rate (kHz) 70 R1 = 0.8 R1 = 0.9 60 50 40 30 20 10 Tốc -1 Pumping rate (10 ) s ) độ bơm (10s 21 21 -1 Hình 2.11 Tần số lặp lại phụ thuộc vào tốc độ bơm  Ảnh hƣởng tốc độ bơm lên số photon cực đại Tƣơng tự, tốc độ bơm tăng lƣợng tích luỹ buồng cộng hƣởng tăng, nghịch đảo độ tích luỹ cực đại tăng lên Khi chất hấp thụ bão hồ mở “khố” khoảng thời gian định tức lúc laser phát xung số photon laser cực đại tăng lên cao so với lúc tốc độ bơm nhỏ R1 = 0.8 R1 = 0.9 15 Số Peak photon cực đại (1015) photon number (10 ) 1 21 -1 Tốc độ bơm (10 s ) 21 -1 Pumping rate (10 s ) Hình 2.12 Ảnh hưởng tốc độ bơm lên số photon cực đại 43 Kết luận chƣơng Chƣơng chƣơng trọng tâm luận văn, chƣơng tìm hiểu nghiên cứu đƣợc vấn đề sau  Nghiên cứu động học phát xung laser Cr: LiSAF phát xung ngắn nhờ biến điệu độ phẩm chất buồng cộng hƣởng phƣơng pháp giải tích Kết tính tốn thu đƣợc biểu thức xác định số photon buồng cộng hƣởng, lƣợng độ rộng xung laser  Giải hệ phƣơng trình tốc độ hệ laser Cr: LiSAF biến điệu độ phẩm chất sử dụng tinh thể Cr: YSO phần mềm Matlab 7.0 kết làm tƣờng minh ảnh hƣởng thơng số cấu hình laser nhƣ: hệ số phản xạ gƣơng ra, tốc độ bơm lên đặc tính xung laser Các kết nghiên cứu cho thấy laser Cr: LiSAF đƣợc biến điệu độ phẩm chất buồng cộng hƣởng sử dụng tinh thể Cr: YSO phát xung ngắn cỡ ns tần số lặp lại cao cỡ KHz 44 KẾT LUẬN Luận văn ”Động học phát xung ngắn laser Cr : LiSAF nhờ biến điệ độ phẩm chất buồng cộng hưởng ” nghiên cứu lý thuyết động học số đặc trƣng phát xạ xung laser ngắn laser Cr : LiSAF đƣợc biến điệu độ phẩm chất buồng cộng hƣởng Kết nghiên cứu làm sáng tỏ ảnh hƣởng số tham số cấu hình laser lên đặc tính phát xung ngắn hệ laser Các kết nghiên cứu luận văn gồm :  Tìm hiểu tập hợp thơng tin nguyên lý hoạt động laser tinh thể Cr : LiSAF chế độ bốn mức lƣợng  Tìm hiểu phƣơng pháp phát xung laser ngắn nhờ biến điệu độ phẩm chất buồng cộng hƣởng phƣơng pháp – quang, điện – quang, âm – quang, phƣơng pháp thụ động  Nghiên cứu lý thuyết động học laser Cr : LiSAF phát xung ngắn nhờ biến điệu độ phẩm chất buồng cộng hƣởng phƣơng pháp thụ động Giải hệ phƣơng trình tốc độ phƣơng pháp giải tích cho kết công thức xác định số photon buồng cộng hƣởng, lƣợng độ rộng xung  Nghiên cứu động học laser Cr : LiSAF phát xung ngắn biến điệu độ phẩm chất sử dụng tinh thể Cr : YSO phƣơng pháp số Các kết làm tƣờng minh ảnh hƣởng thông số cấu hình laser nhƣ : Hệ số phản xạ, tốc độ bơm lên đặc tính phát xung Các kết nghiên cứu cho thấy laser Cr : LiSAF biến điệu độ phẩm chất sử dụng tinh thể Cr : YSO phát xung ngắn cỡ ns tần số lặp lại cao cỡ KHz Chúng hi vọng kết góp phần định hƣớng cho nghiên cứu thực nghiệm Nghiên cứu phát triển laser phát xung ngắn Cr : LiSAF đƣợc biến điệu độ phẩm chất buồng cộng hƣởng ứng dụng khoa học thực tiễn 45 ... ĐỘNG HỌC PHÁT XUNG LASER Cr: LiSAF NHỜ BIẾN ĐIỆU ĐỘ PHẨM CHẤT CỦA BUỒNG CỘNG HƢỞNG BẰNG PHƢƠNG PHÁP THỤ ĐỘNG 22 2.1 Động học phát xung laser Cr: LiSAF phát xung nhờ biến điệu độ phẩm. .. ? ?Động học phát xung ngắn laser Cr : LiSAF nhờ biến điệ độ phẩm chất buồng cộng hưởng ” nghiên cứu lý thuyết động học số đặc trƣng phát xạ xung laser ngắn laser Cr : LiSAF đƣợc biến điệu độ phẩm. .. để phát xung laser ngắn Chƣơng 2: Động học phát xung ngắn laser Cr: LiSAF nhờ biến điệu thụ động độ phẩm chất buồng cộng hƣởng phƣơng pháp thụ động Chƣơng hai chúng tơi tìm hiểu động học phát xung