Trong chương này chúng tôi đã trình bày lý thuyết về bẫy hạt có chiết suất hạt nhỏ hơn chiết suất môi trường, muốn vậy chúng ta phải dùng chùm có phân bố “lõm”. Một trong những chùm như vậy là Hollow - Gauss. Có nhiều phương pháp để tạo ra chùm Hollow - Gauss nhưng ở đây
chúng tôi đã giới thiệu phương pháp sử dụng chùm Gauss kết hợp với hệ quang học[1]. Từ việc dẫn ra biểu thức giải tích, bằng phương pháp số chúng tôi mô phỏng phân bố cường độ của chùm tia.
Thông qua biểu thức mô tả thành phần quang lực tán xạ tác dụng lên hạt cầu vi mô chúng tôi mô phỏng phân bố quang lực này trong bẫy quang học. Khảo sát ảnh hưởng của bán kính mặt thắt chùm tia, của một vài tham số hệ quang đến giá trị quang lực tán xạ chúng tôi đã định hướng bộ giá trị của các tham số (w0 <2µm D, <100mm f, <100mm) mà với những giá trị của các
tham số đó, giá trị quang lực là nhỏ nhằm hạn chế ảnh hưởng không tốt của quang lục tán xạ đến độ ổn định của bẫy quang học.
KẾT LUẬN CHUNG
Trên cơ sở nghiên cứu tương tác giữa photon với vật chất, nghiên cứu nguyên lý hoạt động của bẫy quang học, luận văn đã giới thiệu cấu hình bẫy quang học sử dụng một chùm tia laser.
Khi hạt vi mô có chiết suất lớn hơn chiết suất môi trường, muốn bẫy hạt chúng ta phải sử dụng chùm laser có phân bố dạng Gauss. Trong trường hợp ngược lại, tức là chiết suất hạt nhỏ hơn chiết suất môi trường chúng ta phải sử dụng chùm laser có phân bố lõm, điển hình cho phân bố kiểu này là chùm Hollow - Gauss. Có nhiều phương pháp để tạo ra chùm Hollow- Gauss, ở đây luận văn đã giới thiệu một số phương pháp. Trên cơ sở dẫn ra biểu thức giải tích mô tả cường độ chùm tia, luận văn đã khảo sát phân bố cường độ chùm tia Hollow - Gaus. Kết quả khảo sát cho thấy, khi bán kính mặt thắt chùm tia càng tăng thì chiều rộng hố lõm trên đường cong phân bố càng giảm, mặc dù khoảng cách hai đỉnh cực đại của phân bố là không đổi.
Trên cơ sở khảo sát phân bố cường độ, chúng tôi khảo sát phân bố thành phần quang lực tán xạ tác dụng lên hạt vi mô trong bẫy quang học một chùm Hollow- Gaus. Từ kết quả nghiên cứu cho thấy càng ra xa trục chùm tia thì độ lớn quang lực trên mặt phẳng ngang càng giảm, khoảng cách hai đỉnh cực đại của phân bố có xu thế giảm dần khi ra xa trục, nghĩa là vùng bẫy hạt bị thu hẹp. Thông qua việc khảo sát ảnh hưởng của các tham số hệ quang lên độ lớn quang lực, chúng tôi đã định hướng bộ giá trị tham số sao cho quang lực đạt được giá trị cực đại. Điều này có ý nghĩa thực tiễn trong quá trình bẫy hạt vi mô.
Trong luận văn này chúng tôi chỉ dừng lại ở việc khảo sát phân bố cũng như ảnh hưởng của các tham số đến thành phần quang lực tán xạ trong bẫy quang học. Vấn đề đặt ra là, thành phần quang lực gradient (một yếu tố ảnh hưởng không nhỏ đến quá trình bẫy hạt) như thế nào, độ ổn định của bẫy ra sao... Kết quả nghiên cứu trong luận văn này mới chỉ là những nghiên cứu bước đầu về bẫy quang học sử dụng chùm tia Hollow - Gauss, những vấn đề đặt ra ở trên sẽ là định hướng nghiên cứu tiếp theo của đề tài.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Nguyễn Mạnh An, Creating of a Hollow – Gaussian beam using optical
matrix, Tạp chí Nghiên cứu Khoa học và Công nghệ Quân sự, số 30,
2014, trang 86-90.
[2]. Mai Văn Lưu, Một số ảnh hưởng của chùm laser xung Gauss lên quá tŕnh
phân bố của môi trường bị kích thích, Luận án Tiến sĩ Vật lí, Vinh 2010.
[3]. Bùi Bá Xuân, Phân bố cường độ quang trong bẫy quang học một chùm
hollow - Gauss, Luận văn Thạc sĩ Vật lí, Đại học Vinh, 2014.
[4]. Hồ Quang Quý, Đoàn Hoài Sơn, Chu Văn Lanh, Nhập môn bẫy quang
học. Nhà xuất bản Đại học quốc gia Hà Nội, 2011.
[5]. Cheng-Liang Zhao, Li-Gang Wang, Xuan-Hui Lu, Radiation forces on a
dielectric sphere produced by highly focucsed hollow Gausian beam,
Physics Letters A 363 (2007) 502-506.
[6]. A. Shevchenko, S.C. Buchter, N.V. Tabiryan, M. kaivola, Creation of a
Hollow laser beam, using refractive conical lenses, Opt. Commun. 232
(2004), 77-82.
[7]. M. de Angelis, L. Cacciapuoti, G. Pierattini, G. M. Timo, Axially
stmmetric Hollow beam, using refractive conical lenses,Opt. And Laser
Engineering 39 (2003) 283-291.
[8]. I. Gerdova, X. Zhang, A. Hache, Optically tunableHollow beam using
thin metal films, Proc. Of SPIE Vol. 6343 63432B-1.
[9]. Y.Z. Jun, L.D. Quan, H. Wei, Z.Y. Zhou, và G.X. Hui, Hollow Gaussian
beams in strongly nonlocal nonlinear media, Chin. Phys. B Vol. 19, No.
12 (2010) 124212.
[10]. C. Zheng, Frational Fourier transform for a Hollow Gaussian beam, Physics Letters A 355 (2006) 156-161.