- Cỏc lực ngẫu nhiờn khi thao tỏc, lực này thường ảnh hưởng đến toàn bộ hệ thống bẫy, nờn chỳng ta bỏ qua khi xột về động lực học.
3.2.3.Ảnh hưởng của độ nhớt của mụi trường bẫy lờn hạt ở tõm(Phụ luc 4)
S = Xf Xf là cụng suất trờn một đơn vị tần số, là hàm của tần số cú dạng hàm
3.2.3.Ảnh hưởng của độ nhớt của mụi trường bẫy lờn hạt ở tõm(Phụ luc 4)
trường tăng thỡ khụng gian vựng ổn định hẹp hơn, nghĩa là hạt ổn định hơn. Như vậy, khi hạt ở vựng biờn của bẫy với độ nhớt của mụi trường điện mụi tăng thỡ hạt sẽ ổn định hơn. Kết quả cho chỳng ta thấy với cỏc giỏ trị của độ nhớt xột ở trờn thỡ khoảng khụng gian dao động của hạt vào cỡ 6nm và thời gian ổn định của hạt là xấp xĩ 0,563ps .
3.2.3. Ảnh hưởng của độ nhớt của mụi trường bẫy lờn hạt ở tõm(Phụ luc 4) 4) b 1,75ps (mPa s. ) η 8 (10 m) ρ −
Hỡnh 3.14. Đồ thị sự phụ của độ rộng vựng ổn định của hạt vào độ nhớt của mụi trường điện mụi.
Hỡnh 3.15. a) Quỏ trỡnh chuyển động của hạt trong thời gian xung đối với trường hợp
0,59mPa s.
η= và cỏc điều kiện cố định như sau: wo = 10-5m , a=10nm, τ = 1ps, λ = 1,064àm,
6
0, 4.10
U = − àJ. b) Vựng ổn định.
Mụi trường mẫu chứa hạt điện mụi là alcohol-methyl cú độ nhớt là η =0,59
mPa.s. Ta cú quỏ trỡnh chuyển động của hạt được mụ tả như hỡnh 3.15.
Từ kết quả mụ phỏng chỳng ta thấy rằng trong thời gian từ t = 0ps đến lõn cận điểm t = 1ps xung laser tăng chậm và do đú quang lực gradient nhỏ, vật dao động nhỏ và dần ra xa tõm ngẫu nhiờn dưới tỏc động chớnh là lực Brown (vựng 1), trong khoảng thời gian lõn cận từ t = 1ps đến lõn cận điểm t = 2ps xung laser tăng mạnh, quang lực gradient lớn (tăng đột ngột), lực này kộo hạt nhanh về tõm bẫy (vựng 2). Sau khi bị giam trong vựng bẫy, hạt dao động nhỏ. Mặc dự lực Brown và quang lực vẫn tỏc động lờn hạt, tuy nhiờn, do lực Brown khụng thắng được quang lực, hơn nữa quang lực đối xứng nhau qua tõm bẫy. Quỏ trỡnh ổn định của hạt ở tõm bẫy kộo dài trong khoảng thời gian từ lõn cận thời điểm t = 2,2ps đến lõn cận thời điểm t = 3,9ps (vựng 3). Sau thời điểm này cường độ xung nhỏ, tốc độ giảm chậm, lực gradient bộ, hạt mất ổn định gõy bởi lực Brown (vựng 4).
Tương tự chỳng ta cú thể thấy được quỏ trỡnh ổn định của hạt trong bẫy ứng với cỏc mụi trường điện mụi cú độ nhớt khỏc nhau như sau:
Với mụi trường cú độ nhớt là η=2, 4mPa s. thỡ cỏc vựng dịch chuyển của hạt cũng xảy ra tương tự. Nhưng chỳng ta thấy rừ ràng rằng thời gian để hạt đạt được
a
b
Hỡnh 3.16. a) Quỏ trỡnh chuyển động của hạt trong thời gian xung đối với trường
hợp và cỏc điều kiện cố định như sau: wo = 10-5m , ,
τ = 1ps, λ = 1,064àm,. b) Vựng ổn định.
0,3404.10-8m
Hỡnh 3.17. a) Quỏ trỡnh chuyển động của hạt trong thời gian xung đối với trường hợp
3,0mPa s.
η = và cỏc điều kiện cố định như sau: wo = 10-5m , a=10nm,
τ = 1ps, λ = 1,064àm,U =0, 4.10−6àJ.b) Vựng ổn định.
ổn định nhanh hơn và độ dài thời gian ổn định của hạt dài hơn, điều này thể hiện khi chỳng ta so sỏnh kết quả ở (Hỡnh 3.15) với (Hỡnh 3.16), đồng thời khụng gian ổn định của hạt cũng hẹp hơn.
Kết quả mụ phỏng đối với cỏc mụi trường khỏc nhau cú độ nhớt lần lượt là:
3, 0mPa s. ,
η= η =3,5mPa s. , η=4,0mPa s. , η=4,5mPa s. cho chỳng ta thấy thời gian để hạt đạt ổn định là nhanh hơn và thời gian ổn định của hạt cũng dài hơn.
a
b
1,78ps (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
0,2872.10-8m
a b
Hỡnh 3.18. a) Quỏ trỡnh chuyển động của hạt trong thời gian xung đối với trường
hợp và cỏc điều kiện cố định như sau: w
o = 10-5m , ,
τ = 1ps, λ = 1,064àm, . b) Vựng ổn định.
1,79ps
Từ cỏc kết quả mụ phỏng quỏ trỡnh ổn định của hạt thủy tinh trong cỏc mụi trường khỏc nhau ta cú thể mụ phỏng sự phụ thuộc của thời gian ổn định vào độ nhớt của mụi trường chứa mẫu như sau:
a b
a b
Hỡnh 3.20. a) Quỏ trỡnh chuyển động của hạt trong thời gian xung đối với trường
hợp và cỏc điều kiện cố định như sau: wo = 10-5m , ,
τ = 1ps, λ = 1,064àm, . b) Vựng ổn định.
Hỡnh 3.19. a) Quỏ trỡnh chuyển động của hạt trong thời gian xung đối với trường hợp
4, 0mPa s.
η= và cỏc điều kiện cố định như sau: wo = 10-5m , a=10nm,
Và sự phụ thuộc của độ rộng vựng ổn định vào độ nhớt của mụi trường chứa mẫu như sau:
Từ hỡnh 3.21 chỳng ta thấy rằng, với cỏc giỏ trị độ nhớt tăng thỡ thời gian ổn định cũng tăng. Hỡnh 3.22 độ nhớt của mụi trường điện mụi tăng thỡ khụng gian ổn định của hạt giảm, ổn định hơn. Như vậy, trong trường hạt ở tõm bẫy thỡ độ ổn
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0 1 2 3 4 5 8 (10 m) ρ − (mPa.s) η
Hỡnh 3.21. Đồ thị sự phụ của thời gian ổn định của hạt vào độ nhớt của mụi trường điện mụi.
Hỡnh 3.22. Đồ thị sự phụ của độ rộng vựng ổn định của hạt vào độ nhớt của mụi trường điện mụi.
( mPa.s)
η
định của hạt tăng khi độ nhớt của mụi trường điện mụi tăng khoảng khụng gian dao động của hạt vào cỡ 3nm và thời gian ổn định của hạt khoảng 0,06ps.
Dựa vào đồ thị cỏc hỡnh 3.14, 3.14 khi hạt ở vựng biờn và đồ thị 3.21, 3.22 khi hạt ở tõm bẫy, chỳng ta thấy khi hạt ở tõm bẫy thỡ hạt ổn định hơn so với hạt khi ở biờn.
3.3. Kết luận
Như vậy trong chương 3 chỳng ta đó khảo sỏt quỏ trỡnh ổn định của hạt thủy tinh trong mụi trường khỏc nhau và lực ngẫu nhiờn Brown. Cụ thể chỳng ta đó khảo sỏt quỏ trỡnh ảnh hưởng của độ nhớt của mụi trường chứa mẫu tới độ ổn định của hạt thủy tinh trong bẫy quang học. Với cỏc giỏ trị của độ nhớt khỏc nhau thỡ khụng gian ổn định và thời gian ổn định của mẫu cũng khỏc nhau.
Kết quả cho thấy rằng, khi hạt ở tõm của mặt thắt thỡ thời gian ổn định bộ hơn và khụng gian ổn định đẹp hơn so với trong trường hợp hạt ở vựng biờn của bẫy. Hơn nữa cũng từ kết quả mụ phỏng chỳng ta thấy rằng với giỏ trị của η vào cỡ 2,4
mPas – 4,0 mPas thỡ kết quả của sự ổn định là tốt nhất, khụng gian ổn định vào khoảng 0,23.10-8 m đến 0,33.10-8 m.
(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});