1. 3.3 Mô hình chuỗi liên tục (WLC)
2.5. Kết luận chƣơng 2
Trong chương này chúng tôi đã viết được phương Langevin tổng quát mô tả động lực học của hạt điện môi trong kìm quang học, với sự tham gia của quang lực và lực đàn hồi. Viết ra được các biểu thức tường minh cho các ngoại lực tác động lên hạt điện môi gắn với phân tử ADN trong kìm quang học.
Giải được phương Langevin tổng quát bằng phương pháp số, từ kết quả đó cho chúng tôi biện luận được quá trình động học của hạt liên kết với phân tử ADN trong kìm quang học:
* Hạt dao động quanh mộtvị trí cân bằng, lúc này lực đàn hồi của phân tử ADN cân bằng với quang lực gradient ngang. Trong thực nghiệm ta có thể đo được vị trí này bằng đầu dò vị trí, khi đó có thể tìm được mối quan hệ giữa lực đàn hồi của phân tử ADN với độ biến dạng của nó.
* Từ kết quả thu đượcchúng tôi xác địnhthời gian ổn định và vị trí ổn định của hạt ở trong kìm quang học.
* Khảo sát cụ thể sự ảnh hưởng của các tham số quang như: bán kính thắt chùm, cường độ đỉnh lên tính ổn định của hạt trong kìm quang học. Phân tích các nguyên nhân vật lý gây nên các ảnh hưởng đó và đã lựa chọn bộ các tham số quang và cơ thích hợp để điều khiển độ căng của phân tử ADN bằng kìm quang học.
Thông qua khảo sát động học của vi hạt, điều kiện ổn định độ căng của phân tử ADN được nghiên cứu, từ đó đề xuất phương pháp điều khiển các trạng thái đó bằng cách thay đổi công suất laser (phương pháp điều khiển toàn quang).
67
CHƢƠNG III. ĐIỀU KHIỂN ĐỘ CĂNG CỦA PHÂN TỬ ADN BẰNG KÌM QUANG HỌC KERR
Trong chương 2, chúng tôi đã khảo sát động học của hạt điện môi có liên kết với phân tử ADN trong kìm quang học, từ kết quả đó đã đề xuất phương pháp điều khiển độ căng của phân tử ADN trong không gian hai chiều bằng hệ quang cơ. Như ta đã biết khi kìm quang học hoạt động thì chùm tia được hội tụ mạnh vào hạt điện môi hay môi trường chất lưu khi đó sẽ xuất hiện hiệu ứng Kerr nhất là đối với các chất lưu trong các nghiên cứu y học và sinh học.
Mặt khác, khi chùm laser có phân bố dạng Gaussian và có cường độ lớn chiếu vào một môi trường thì xảy ra hiện tượng tự hội tụ. Trong môi trường chất lưu, hiện tượng tự hội tụ xẩy ra và được khảo sát bởi A. Dubietis và cộng sự [76]. Do đó, hiệu ứng Kerr và tự hội tụ cần được xét đến khi dùng kìm quang học để bẫy các hạt điện môi trong chất lưu, đặc biệt trong các chất lưu hữu cơ. Nhiều tác giả đã quan tâm nghiên cứu điều này như S.R.Vegil đã khảo sát độ cảm phi tuyến bậc ba của các chất lỏng hữu cơ (organic liquids) như: Carbon disufide (CS2), carbon tetrachloride (CCl4), nitrobenzene (C6H5NO2), calcium hydrate (CaH2), methyl methacrylate cũng như các chất màu hữu cơ indole squarylium (ISQ) [77], các chất lỏng hữu cơ này có hệ số chiết suất phi tuyến lớn hơn nhiều bậc so với nước hay thủy tinh. E. Gaizauskas và các cộng sự đã phát hiện hệ số chiết suất phi tuyến của các vật liệu dạng hữu cơ nằm trong khoảng từ 1010cm / W2 đến 18 2
10 cm / W [78], đồng thời khảo sát hiện tượng tự hội tụ khi chùm tia laser truyền qua môi trường các chất hữu cơ này. J. H. Marburger đã khẳng định các vật liệu hữu cơ Kerr như: Fullerene, metallophthalocyanine, metalloporphyrin,
68
polydiacetylenes, polythiophenes, polyanilines, polysilane, polyacetylenes,… có hệ số chiết suất phi tuyến còn cao hơn, đạt đến cỡ ~ 5 2
3 18 10, . cm / W[79]. Việc nghiên cứu ảnh hưởng của hiệu ứng Kerr và tự hội tụ trong kìm quang học để bẫy các hạt điện môi nhúng trong chất lưu phi tuyến là điều rất cần thiết. Mặt khác, khi hạt điện môi gắn vào một đầu của sợi ADN chuyển động trong không gian chất lưu nếu điều khiển được chuyển động của hạt điện môi thì qua đó ta có thể điều khiển độ căng của phân tử ADN trong không gian ba chiều. Thật vậy, khi muốn phân tử ADN đạt đến độ căng mong muốn thì vị trí ban đầu của hạt ở tương đối xa tâm kìm, lúc này để kéo được hạt vào tâm đồng nghĩa với việc phân tử ADN được kéo giãn thì bán kính thắt chùm phải lớn. Nhưng khi bán kính thắt chùm tăng thì vị trí cân bằng lại dịch ra xa tâm kìm, khi đó muốn điều khiển độ căng ta thay đổi cường độ laser. Nếu như lúc đó mà độ căng của phân tử ADN chưa đạt đến trạng thái mong muốn, ta phải di chuyển mặt thắt chùm tia dọc theo trục chùm tia. Vấn đề này sẽ được giải quyết dựa vào đặc điểm của hiện tượng tự hội tụ ttrong môi trường chất lưu phi tuyến Kerr. Trong chương này chúng tôi nghiên cứu kìm quang học để điều khiển hạt điện môi trong chất lưu phi tuyến, từ đó, phân tích để điều khiển độ căng của phân tử ADN bằng phương pháp toàn quang trong không gian ba chiều.