qua môi trờng khuếch đại
Để có đánh giá chính xác chúng tôi tính toán cho kết quả của sự thay đổi thời gian xung tơng đối và mật độ dòng photon xung ra tơng đối trong các trờng hợp xung vào dạng Secant – hyperbole , dạng Gauss, dạng Lorentz với trờng hợp α = 0.4
in out τ
τ / 0,9376 0,9506 0,9451
Fout/Fin 1,1620 1,1872 1,1769
Bảng 4. Quan hệ của thời gian xung và mật độ dòng photon giữa xung vào
và xung ra của các dạng xung vào Secant hyperbole, Gauss , Lorentz–
Secant – hyperbole Gauss Lorentz
Hình 2.4. So sánh giữa xung ra và xung vào dạng Secant hyperbole,–
Gauss , và Lorentz với trờng hợp đặc biệt α =0.4 và a0 = 1
Dựa vào hình 2.4 và bảng 4 chúng tôi thấy : Với xung dạng Lorentz thì thời gian xung rút ngắn nhỏ hơn của xung Secant – hyperbole, nhng lớn hơn của xung Gauss. Và xung Lorentz khuếch đại mạnh hơn xung Secant – hyperbole nhng nhỏ hơn xung Gauss.
Sử dụng lý thuyết bán lợng tử khảo sát cho buồng cộng hởng laser màu dạng vòng khoá mode thụ động bằng va chạm xung sử dụng môi trờng khuếch đại cho các dạng xung vào khác nhau, chúng tôi thu đợc :
1. Buồng cộng hởng laser màu dạng vòng khoá mode thụ động bằng va chạm xung sử dụng môi trờng khuếch đại có thể tạo ra xung cực ngắn.
2. Khi điều kiện bơm không đổi môi trờng hoạt chất và trờng tia laser tơng tác với nhau dẫn đến mật độ dòng photon hay năng lợng xung ( do năng lợng xung tỉ lệ mật độ dòng photon) sau khi đi qua hoạt chất tỉ lệ với năng lợng xung trớc khi đi qua hoạt chất. Năng lợng xung sau khi đi qua hoạt chất cũng phụ thuộc vào n0k tức là phụ thuộc vào nghịch đảo độ tích luỹ ban đầu của môi trờng khuếch đại trong trạng thái cân bằng nhiệt động. Đồng thời năng lợng xung cũng phụ thuộc vào α =σknkLk , tức là phụ thuộc vào cấu tạo và đặc điểm của môi trờng hoạt chất (σK: Tiết diện hấp thụ hiệu dụng , Lk : chiều dài hạot chất , nk là nghịch đảo độ tích luỹ).
Khi lần lợt khảo sát cho ba trờng hợp xung cùng loại đi qua môi trờng khuếch đại dạng Gauss, Secant- Hyperbol, Lorentz, chúng tôi thu đợc một số kết quả sau:
3. Môi trờng khuếch đại ngoài tác dụng khuếch đại xung, nó cũng có tác dụng làm rút ngắn xung. Thời gian xung đợc làm hẹp lại khi xung đi qua môi trờng khuếch đại.
4.Với các xung vào có dạng khác nhau, thì ảnh hởng môi trờng khuếch đại cũng phụ thuộc vào hình dạng xung. Nh ta đã biết , xung Gauss có đờng bao xung dốc nhất, xung Secant – hyperbole có đờng bao xung kém dốc nhất, nên cũng có thể kết luận là ảnh hởng của mồi trờng khuếch đại phụ thuộc vào độ dốc đờng bao xung của xung. Độ dốc đờng bao xung càng lớn thì xung đợc rút ngắn càng ít. Với xung dạng Lorentz thì độ dốc của mặt sau xung là không đáng kể, không rõ ràng nh hai trờng hợp trớc,
thời gian xung rút ngắn nhỏ hơn của xung Secant – hyperbole, nhng lớn hơn của xung Gauss.
Kết luận
Nhằm mục đích phát triển nghiên cứu và ứng dụng của laser màu xung cực ngắn vào nghiên cứu quang phổ và cuộc sống, trong những năm qua nhiều công trình khoa học về laser màu đã đợc công bố. Đề tài “ảnh h- ởng của môi trờng khuếch đại lên sự rút ngắn xung khi lan truyền
trong buồng cộng hởng vòng ” là một đề tài nằm trong xu thế phát triển
của laser màu, đã đợc thực hiện với các kết quả chính nh sau:
1. Tìm hiểu các lý thuyết cơ bản để khảo sát xung cực ngắn : Lý thuyết bán lợng tử , phơng trình sóng, phơng trình ma trận mật độ, Hệ phơng trình tốc độ rút gọn với xung bơm dạng Gauss.
2. Bằng việc sử dụng phơng pháp bán lợng tử và tìm nghiệm của
hệ phơng trình cho các phần tử ma trận toán tử mật độ trong các điều kiện gần đúng, thu đợc dạng của xung ralà kết quả của Sự tơng tác của môi trờng hoạt chất và trờng tia laser khi điều kiện bơm không đổi.
3.Khảo sát , tính toán tỉ lệ thời gian xung tơng đối τ và mật độ dòng photon F giữa xung vào và xung ra đối với các dạng xung vào Secant- Hyperbol, Gauss, Lorentz. Từ đó mô phỏng đợc dạng xung ra khi đi qua môi trờng khuếch đại cho các dạng xung vào khác nhau . Và môi trờng khuếch đại ngoài tác dụng khuếch đại xung, nó cũng có tác dụng làm rút ngắn xung. Thời gian xung đợc làm hẹp lại khi xung đi qua môi trờng khuếch đại.
tài liệu tham khảo
[1] Hồ Quang Quý, Vũ Ngọc Sáu (2001), Vật lí laser và quang phi tuyến, Vinh. [2] Hồ Quang Quý (1992), Laser có bớc sóng thay đổi trên cơ sở tơng tác phi
tuyến ba sóng, Luận án phó tiến sĩ, Hà Nội.
[3] Hồ Quang Quý, Vũ Ngọc Sáu (2005), Laser bớc sóng thay đổi và ứng
dụng, NXB ĐHQG, Hà Nội. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
[4] Hồ Quang Quý (2005), Laser rắn công nghệ và ứng dụng, NXB ĐHQG, Hà Nội
[5] Vũ Ngọc Sáu (1996), ứng dụng lí thuyết tai biến vào mô hình laser, Luận án
PTS Toán lí, Vinh.
[6] Đinh Xuân Khoa (1996), Động học phát xạ của laser màu, luận án PTS toán lí, Vinh.
[7] Cao Thành Lê (2001), Khảo sát ảnh hởng của các phân tử, nguồn bơm và
buồng cộng hởng đến hoạt động của laser màu, Luận án tiến sĩ vật lí, Vinh.
[8] Trần Mạnh Hùng (2005), Nghiên cứu sự biến đổi và lan truyền xung cực
ngắn qua môi trờng phi tuyến trong buồng cộng hởng vòng, Luận án tiến sĩ
vật lí, Vinh.
[9] Nguyen Huy Cong, Ly thuyet truong luong tu. Đại học vinh
[10] Tasarov L.V.(1993), Laser physics, Mir. Moscow.
[11] J.P.Gordon, et al, Longtransient effects in lasers with inserted liquid
samples, J. Appl. Phys., vol.36, (1965), pp.3-8.
[12] J.K.Brasseur, R.F.Teehan, R.J.Knize, P.A.Roos, and J.L.Carlsten, “Phase and frequency stabilization of a pump laser to a Raman active resonator,” IEEE J.Quantum Electron., vol.QE-37, (2001), pp.1075–1083.
[13] D.J. Bradley et al (1986), Characteristics of dye laser as tunable sources
for nanosecond absorption spectroscopy, JIEE Quantum electronics. V.
QE-4(11),pp.707-711.
[14] P.S. Bhatia, JW. Keto (1996), Precisely tunable, narrow- band pulsed dye