c) Hệ thống kết nối trung tâm
KẾT LUẬN CHUNG
Trên cơ sở lý thuyết về bơm quang học, cộng hưởng kép quang học và lý thuyết về phổ phân cực. Với mục đích là xây dựng mô-đun tạo và thu tín hiệu phân cực cho hệ đo phổ laser đánh dấu phân cực.
Từ những kết quả cho thấy được tầm quan trọng của laser nói chung và bơm quang học nói riêng trong lĩnh vực quang học, quang phổ. Đặc biệt với chùm bơm phân cực tròn có thể làm cho môi trường (hệ nguyên tử, phân tử) trở nên bất đẳng hướng, nghĩa là làm thay đổi sự phân cực của chùm dò phân cực thẳng. Đây cũng chính là cơ sở để xây dựng mô-đun tạo tín hiệu phân cực.
Khi sóng dò dịch chuyển cộng hưởng chung một mức đối với sóng bơm (có thể là mức trên hoặc mức dưới của dịch chuyển bơm) thì xảy ra hiện tượng cộng hưởng kép quang học. Mà phổ phân cực kết hợp với cộng hưởng kép quang học là cơ sở cho phổ laser đánh dấu phân cực. Đây là kĩ thuật phổ có độ chính xác và độ nhạy cao, hình ảnh phổ đơn giản so với các kĩ thuật phổ khác.
Dựa vào lý thuyết về sự phân cực và cơ sở của phổ phân cực ta có thể tính toán được cường độ của tín hiệu phân cực, cũng như tính toán được tỉ số tín hiệu trên nhiễu (S/N) mà phụ thuộc rất nhiều vào hệ số dập tắt của kính phân cực. Và áp dụng cho phổ đánh dấu phân cực cấu hình kích thích chữ V ta xác định được cường độ tỉ đối của tín hiệu phân cực mà phụ thuộc vào dịch chuyển khác nhau của chùm dò và sự phân cực khác nhau của chùm bơm. Tỷ số này giúp cho chúng ta có thể biết được sự xuất hiện của trạng thái điện tử (hoặc Σ hoặc П) trong phân tử dựa theo sự xuất hiện số vạch phổ bội tương ứng với phân cực tròn hoặc phân cực thẳng của chùm laser bơm.
Để ghi nhận tín hiệu phân cực ta sử dụng ống nhân quang điện (có hệ số khuếch đại cỡ 106) . Cuối cùng để ghi nhận và xuất dữ liệu ta sử dụng hệ
thống boxcar, bộ giao diện máy tính và máy vi tính đã cài đặt chương trình Lapview để điều khiển toàn bộ hệ thống.
Kết quả cuối cùng, chúng tôi đã lắp ráp được mô-đun tạo và thu tín hiệu phân cực cho hệ thống phổ laser đánh dấu phân cực dựa trên các trang thiết bị có ở trường Đại học Vinh. Mô-đun tạo và thu tín hiệu phân cực cùng với mô- đun định cỡ phổ là ba mô-đun cơ bản cho hệ thống phổ laser đánh dấu phân cực nên việc xây dựng hai mô-đun này là mấu chốt của toàn hệ thống phổ laser đánh dấu phân cực. Cùng với kết quả thu được từ luận văn, chúng tôi đã có được bài báo liên quan “Xác định các hằng số phân tử của trạng thái 21Π của phân tử NaLi” công bố trên Tạp chí khoa học, tập 41, số 2A-2012, ĐH Vinh. Do hạn chế về mặt thời gian và còn thiếu một số trang thiết bị nên chưa thể hoàn thiện được hệ thống phổ laser đánh dấu phân cực. Nhưng kết quả thu được là tiền đề cho sự hoàn thiện hệ thống trong thời gian tới.
Tài liệu tham khảo
[1] Nguyen Huy Bang, “Investigation of electronic states of the NaLi molecule by polarization labelling spectroscopy”, Polish Academy, 2008. [2] W. Demtröder, “Laser spectroscopy”, 3rd, Springer, 2003.
[3] W. Happer, “Optical Pumping”, Rev. Mod. Phys., (1972).
[4] W. Demtröder, “Atoms, Molecules and Photons”, 3rd Springer, 2005
[5] Asen Enev Pashov, “Laser spectroscopy of selected excited electronic states of alkali metal diatomic molecules”, Polish Academy, 2000.
[6] R. Ferber, W. Jastrzębski, and P. Kowalczyk, “Line Intensities in V-type Polarization Labelling Spectroscopy of Diatomic molecules”, J. Quant. Spectros. Radiat. Transfer, (1997).
[7] R. Teets, R. Feinberg, T. W. Hansch, and A. L. Schawlow. “Simplification of spectra by Polarization Labelling”, Phys. Rev. Lett, (1976)
[8] Hamamatsu Photonics K.K, “Photomultiplier tubes and related products”, (2008).
[9] W. Jastrzebski and P. Kowalczyk, “Polarization labelling spectroscopy of 31Πu- X1Σ+
g and 31Σ+
u - X1Σ+
g transitions in K2”, Chem. Phys. Lett. (1993). [10] C. Wieman and T. W. Hansch, “Doppler - Free Laser polarization Spectroscopy”, Phys. Rev. Lett (1976).
[11] Đinh Xuân Khoa, ”Bài giảng Cấu trúc phổ nguyên tử”. Trường ĐH Vinh, 2007.
[12] Phan Văn Thuận, Luận văn “Nghiên cứu xây dựng hệ đo phổ phân giải cao cho nguyên tử Rb bằng phương pháp phân cực”, ĐH Vinh, 2011.
[13] Trần Thị Phương, Luận văn ”Kỹ thuật phổ laser đánh dấu phân cực cấu hình kích thích bậc thang cho các phân tử kim loại kiềm”, ĐH Vinh, 2011. [14] Trần Đình Hùng, Luận văn ”Kỹ thuật phổ laser đánh dấu phân cực cấu hình kích thích chữ V”, ĐH Vinh, 2011.
PHỤ LỤC
Phụ lục 1: Thông số kĩ thuật của của laser màu Narrowscan [1] + Nguồn bơm:
- bước sóng 355nm / 532nm, 10Hz từ một laser Nd:YAG (model NL 303 HT của hãng EKSPLA).
- Năng lượng bơm: 20 mJ ... 1000 mJ
+ Buồng cộng hưởng: sử dụng cách tử 2400 l/mm và gương phản xạ. + Độ rộng vạch phổ: < 0.06cm-1 tại 580 nm.
+ Hệ được trang bị hai cuvet để làm nhiệm vụ tạo dao động và khuếch đại ánh sáng laser.
+ Miền điều hưởng bước sóng: 380-740nm
+ Hiệu suất: 28% đối với chất màu Rhodamine 6G được bơm bởi 532 nm. + Khoảng xung: 4 - 8ns.
+ Độ phân kỳ: 0.5mrad.
+ Đường kính chùm tia: 3-6 mm.
+ Độ ổn định hướng chùm tia: ±50 μrad. + Điện áp: một pha, 220 V/ 3A / 50 Hz. + Độ phân cực: > 98%.
+ Độ ổn định bước sóng: < 0.001 nm /0C
Phụ lục 2: Thông số kĩ thuật của ống nhân quang điện R2066 Bảng 1: Các thông số đặc trưng [8]
Thông số Mô tả/Giá trị Đơn vị
Đáp ứng phổ 300 đến 900 nm
Đáp ứng bước sóng cực đại 600 nm Photocatot Vật liệu Nhiều kim loại kiềm
mở rộng về phía đỏ -- Vùng hiệu dụng nhỏ nhất đường kính 34 mm Vật liệu cửa sổ Thủy tinh borosilicat --
Đi-nốt Cấu trúc Lồng trụ --
Số lượng 10 --
Điện dung trực tiếp giữa các điện cực
Anot và đi-nốt cuối 3 pF Anot và các điện cực khác 4 pF
Ổ cắm thích hợp E678-12A --
Bảng 2: Các giá trị cực đại [8]
Thông số Giá trị Đơn vị
Điện áp nguồn
Giữa anot và catot 1500 Vdc Giữa anot và đi-nốt cuối 250 Vdc
Dòng anot trung bình 0,2 mA
Nhiệt độ xung quanh - 30 đến 50 oC
Bảng 3: Các đặc trưng tại nhiệt độ 25oC [8]
Thông số Cực tiểu Điển hình
Cực đại Đơn vị Độ nhạy catot Phát quang (2856) 120 200 -- µA lm/
Tỉ lệ đỏ/trắng (R-68 bộ
lọc) -- --
/
A lm
µ Độ nhạy anot Phát quang (2856K) 20 50 -- A/lm
Khuếch đại -- -- --
Dòng tối anot (lưu giữ trong tối sau 30 phút)
-- 8 30 nA
Đáp ứng thời
gian Thời gian tăng xung anotThời gian chuyển điện tử ---- 408 30-- nsns