V. Phát chuỗi xung trong laser bơm liên tục
2.Phơng pháp lăng kính quay
Phơng pháp thay đổi phẩm chất BCH bằng lăng kính quay là phơng pháp đợc sử dụng nhiều nhất trớc hết vì độ lặp cao và hoàn toàn có thể khống chế đợc các chùm xung phát Laser. Phơng pháp này đợc trình bày trên hình 3.7. Lăng kính quay cùng với gơng sẽ tạo nên một BCH quang học tại thời điểm khi đạt
E E Tế bào Pockels Laser Glan T=50% HC δϕ =π /2 T=0% KDP 4 / λ U 1 a b Quang trục Hình 3.6
Thay đổi Q của BCH bằng tế bào Pockels sử dụng hiệu ứng quang điện trong tinh thể KDP. Phía d ới là trạng thái phân cực của ánh sáng cùng với cách bố trí điện cực [1].
tới độ song song cao giữa gơng và mặt lăng kính. Lăng kính sẽ quay với vận tốc 240.000 vòng/phút. Đèn kích của Laser sẽ làm việc trớc khi độ phẩm chất của BCH cực đại (cỡ às). Khoảng thời gian này đợc điều khiển đơn giản nhờ nguồn sáng phụ, gắn vào yếu tố thu ánh sáng phát xạ từ lăng kính. Các xung điện từ yếu tố thu đợc với mạch đồng bộ. Mạch này sẽ phát ra một xung điện áp cao và gửi đến mồi cho đèn kích phát sáng.
Hình 3.7: Sơ đồ hệ biến điệu Q của BCH bằng phơng pháp lăng kính quay. Nguồn sáng và yếu tố thu đợc sử dụng để mồi phát đèn kích của Laser
3. Phơng pháp biến điệu thụ động – Hấp thụ bão hoà.
Thay đổi độ phẩm chất của BCH bằng các chất màu hấp thụ bão hoà là một phơng pháp biến điệu thụ động. Ngời ta sử dụng một chất hấp thụ có đặc tính là hệ số hấp thụ giảm khi cờng độ bức xạ tới tăng, đây chính là hiệu ứng khả trong. Khi hệ số hấp thụ bằng 0 tơng ứng với một giá trị cờng độ ánh sáng tới nào đó thì lúc này hấp thụ trở thành bão hoà. Phơng pháp này đợc trình bày ở hình 3.8: Đèn kích - + G ơng ra Hoạt chất Xung kích mồi
Nguồn sáng và đầu thu (từ)
Mạch đồng bộ
Xung điều khiển
Laser T=0%
Tế bào hấp thụ
Hoạt chất
Hình 3.8: Mô tả phơng pháp biến điệu thụ động Q nhờ chất hấp thụ bão hoà dới tác dụng của chùm ánh sáng mạnh.
Tế bào chất màu hấp thụ sẽ cực đại ở bớc sóng của chùm tia Laser, vì vậy mà độ phẩm chất BCH ban đầu không cao. Nếu hoạt chất Laser đạt đợc mức kích thích cao thì khi đó Laser sẽ phát ngay cả khi có độ phẩm chất Q thấp. ánh sáng Laser mạnh sẽ làm cho chất màu trở nên trong suốt dẫn đến Q đột ngột tăng lên. Ví dụ tại thời điểm ban đầu, hệ số truyền qua của tế bào là 0,25 thì sau khi chiếu sáng nó tăng gần đến 1. Trong khi đó, hệ số phản xạ của gơng có hệ số truyền qua bằng 0 sẽ tăng từ 0,14 lên 1. Nh vậy, sau khi chất màu đợc chiếu sáng, Laser bức xạ xung ánh sáng trong khoảng thời gian từ 7ữ10ns và công suất đạt tới hàng trăm MW.
Tuỳ thuộc vào nồng độ chất màu trong tế bào mà có thể phát một hoặc vài xung trong thời gian hoạt động của đèn kích. Thông thờng ta sử dụng chất màu Esteam Kodak (A9740 hoặc A9860) đợc pha trong dung dịch chất màu Esteam Kodak (A9740 hoặc A9860).
Hình 3.9: Sơ đồ 3 mức năng lợng của Phtalocianine
Hấp thụ lên mức đơn S1 với xác suất lớn do tiết diện hấp thụ Laser lớn. Thời gian sống trên mức S1 rất nhỏ, phụ thuộc vào từng loại chất màu hấp thụ, chúng nằm trong khoảng 10-10ữ10-12 (s).
Quá trình dịch chuyển từ mức S1 xuống mức bội ba (T) đợc kích thích. Khi mức S1 và S0 có cùng độ tích luỹ dẫn tới quá trình làm trong chất màu, khi đó chất màu trong suốt hoàn toàn.
T
S1
S0
T%
Trên hình 3.10 là sự phụ thuộc của hệ số truyền qua vào mật độ công suất Laser của một số dung dịch chất màu.
1. Phtalocianine 2. Csiptociannine
3. Phtalocianine trong nitro benzen 4. Phtalocianine trong naphtalen.
Kết luận
Hình 3.10
Luận văn này thu đợc các kết quả chính sau đây:
1. đã chúng tỏ rằng với hệ nguyên tử có bốn mức năng lợng , việc tạo trạng thái có nghịch đảo độ c trú là khả thi và khắc phục đợc hạn chế của sơ đồ ba mức năng lợng.
2. Đã thiết lập đợc hệ phơng trình động học mô tả hoạt động của Laser với môi trờng hoạt là hệ nguyên tử có bốn mức năng lợng . Việc giải bài toán không ổn định đã chỉ ra sự phụ thuộc của các đặc tính xung ra vào đặc tính xung bơm . (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
3. Khảo sát đợc các đặc tính không ổn định của xung Laser và hớng khắc phục là biến điệu Laser nhằm tạo ra các xung Laser có năng lợng, tần số và pha ổn định và phù hợp với mục đích sử dụng.
Một số vấn đề nh sự phụ thuộc của xung Laser vào các đặc trng của buồng cộng hởng và hệ số hấp thụ của hoạt chất đợc xem là hớng phát triển tiếp theo của luận văn.
Tài liệu tham khảo 1.F.Kaczmalek.wstep do fizyki larerow PWN (1978) 2.L.V.Talacov,Laser phyics,mir,Moscow (1983) 3.H.Q.Quý ,luận án PTS,Hà nội (1992)
4.V.A..Pilipopvich et al,Beachable filer Laser,Nauka Techka Minsk (1975) 5.H.Q.Quý et al Proc XXIVthNSTP,Sasmon August-1999.
6.H.Q.Quý et al Proc XXVthNSTP,Dalat August-2000. 7.TB.HQ.Quý,LTQ Anh,KT&TB ,7+8-2000.
8.Talacov L.V.Physical Principles of Quantum Electronics SOV.Radio Moscow 1976.
9.F.J.Mclung,R.W.Hellmarth,J.Appl.Physic 33-(1962).P.828. 10.B.H.Soffer,R.H.Hoskir,Nature,204-(1964)P.276.
11.N.V.Smith,P.P.Sorokin,the Laser,Newyok-(1966). 12.W.I.Stiepanov,Metodi ratrota optitheskikh evatovikh generetorow,T.II,Nauka,Tekhnic,Mínk,1968.
13.D.Mayden,Appl.Phys.41(1970)P.1553.
14.Trần Đức Hân ,Nguyễn Minh Hiển,Cơ sở kỹ thuật Laser-NXB GD 2000. 15.White,A.,Brit Scis Tech Journ 45.2.339(1966).
16.Bakeev.A.A.and N.V.
Cheburkin.Radiotekh.I.Electronika.14,7.1302(1969).
17.Averbakh.V.S.S.X.Vlasov and V.I.Talanov.Iv.vuzov SSSR Radiotenika 10.9.10.1933(1967).
18.Shurkiff.W.A.Polarised light .Production and use Harvard Univer Press.Cambridge.Mass.1962.
19.Molchanow.V.Ya and G.V.Skotskil.In Quantum
Electronics(X.G.Basov.Ed) N0 .4.sov.Radio.Moscow 1971(in Russian). 20.Deryugin.L.N.O.I Ovcharenko.VE.Sotin,and T.K
chekhlova.Kvant.Electronika.2,9,2073(1975). 21.Letokhov.V.S.Pisma v Zth E.T.F.6,4.597(1967). 22.Hồ Quang Quý.Bài giảng vật lý laser.
23. Nguyễn Đại Hng.Vật lý và kỹ thuật laser. 24. Chu Văn Biên. Luận án thạc sỹ. Vinh (2004) 25. Bùi Đình Thuận. Luận án thạc sỹ. Vinh (2004)