Trong chương III chúng tôi đã khảo sát ảnh hưởng của bán kính mặt thắt chùm tia lên sự ổn định của hạt thủy tinh trong bẫy quang học. Kết quả cho thấy rằng: bán kính mặt thắt chùm tia laser ảnh hưởng rất lớn đến sự ổn định của hạt trong bẫy . t (s) z( n m )
Hình 3.16. Đồ thị mô tả sự ổn định của hạt mẫu theo thời gian khi sử dụng bẫy một chùm Gauss ( kết quả từ thực nghiệm)
Kết quả còn cho thấy ban đầu khi hạt nằm tại biên của mặt thắt thì sau khi ổn định chúng có thời gian ổn định lớn hơn các hạt ban đầu nằm tại tâm mặt thắt, nhưng khoảng không gian ổn định của chúng lại lớn hơn, và khi bán kính mặt thắt càng tăng thì độ ổn định của hạt càng giảm đồng thời chỉ ra được vùng lựa chọn bán kính mặt thắt trong hai trường hợp khi hạt ở tâm và khi hạt ở biên. Từ kết quả ta thấy rằng :Với các thông số cố định bước sóng λ = 1.064µm, tỉ số chiết suất m = n1/n2 = 1.592/1.332, độ nhớt của môi trườngη = .797x10-4 Pa.s,
thời gian xung τ = 1 ps, năng lượng đỉnh xung U =0,3µJ, hằng số kB = 4,1x10- 23J/K, nhiệt độ của môi trường T = 250C=298K. A0 =10-6 m, bán kính hạt mẫu
a=10 nm thì chúng tôi đã chọn được dải bán kính mặt thắt nằm trong khoảng từ 1,0.10-5m đến 2,4.10-5 m thì hạt ổn định nhất, thời gian ổn định dài, vùng không gian ổn định nhỏ .
KẾT LUẬN CHUNG
Luận văn đã tập trung nghiên cứu một số vấn đề về sự ổn định của bẫy quang học. Nội dung chính của luận văn có thể tóm lược trong mấy điểm sau: 1. Đã tổng quan về quang lực ,photon ,xung lượng của photon ,bẫy quang học ,năng lượng của hai xung Gauss ngược chiều ,các ứng dụng của bẫy quang học trong nghiên cứu nguyên tử, phân tử bằng bẫy quang học (optical trap)
2. Trình bày về phương trình động học của hạt trong chất lưu dưới sự tác dụng của các lực: quang lực, lực đẩy Acsimet, trọng lực, lực hydrat. Từ đó thấy được các yếu tố ảnh hưởng đến sự ổn định của hạt mẫu.
3. Đã khảo sát quá trình ổn định của bẫy hai chùm Gauss ngược chiều bằng phương pháp mô phỏng .Từ đó chỉ ra ảnh hưởng cuả bán kính mặt thắt lên sự ổn định của bẫy và tìm ra điều kiện của bán kính mặt thắt phù hợp với các tham số khác của bẫy và hạt mẫu cho trường hợp ổn định, và từ kết quả này có thể hỗ trợ cho quá trình làm thực nghiệm.
4. Sau khi nghiên cứu đã phát hiện thấy rằng sự ổn định của các bẫy còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác như ảnh hưởng của độ rộng xung, bước sóng, trọng lực khi khảo sát hạt điện môi trong không khí... Đây là những vấn đề cần quan tâm nghiên cứu trong thời gian tới và là nội dung cần phát triển của luận văn nhằm mục đích tạo ra sự ổn định của bẫy.
Tài liệu tham khảo.
[1]. Hồ Quang Quý, Laser rắn công nghệ và ứng dụng, NXB Đại Học Quốc Gia Hà Nội 2006.
[2]. Trần Hải Tiến, phân bố quang lực của hai xung Gauss ngược chiều, Luận
văn thạc sĩ, thư viện Đại học vinh 2008.
[3]. Phan Sĩ Châu, Đỗ Ích Tình, Trương Thanh Sơn, Hoàng Đình Hải,
của bẫy quang hoc, Tạp chí Nghiên cứu khoa học kĩ thuật và công nghệ Quân sự, No 26, 02-2009.
[4]. A. Ashkin: Atomic-Beam deflection by Resonance-Radiation Pressure, Phys. Rev.Lett., 25, (1970) 1321.
[5]. Arthur Ashkin, Optical trapping and manipulation of neutral particles using lasers, March 11, 1997.
[6]. A. Ashkin, J. M. Dziedzic, J. E. Bjorkholm, and Steven Chu, Observation of a single-beam gradient force optical trap for dielectric particles, AT&T
Bell Laboratories, Holmdel, New Jersey 07733. Received December 23, 1985; accepted March 4, 1986.
[7]. A. Ashkin, Acceleration and trapping of particles by radiation pressure. Phys. Rev. Lett., 24(4):156{159, 1970}.
[8]. Javier Alda, Laser and Gauss beam propagation and transformation, In Encyclopaedia of Optical Engineering. New York, 2002.
[9]. T. W. Hansch and A. L. Schawlow: Cooling of Gasses by Laser Radiation,
Opt.Comm. 13 (1975) 68.
[10]. Michael Gogler, Allen Ehrlicher, forces on Small Spheres in a One-Beam Gradient Trap,Wintersemester 2005/2006.
[11]. Howie George Mende, Optical Trapping, manipulation, translation and spinning of micron sized gears using a vertical dual Laser diode system, Department of Physics and Astronomy, Submitted in partial Mfillment of the requirements for the degree of Master of Science in Physics, Faculty of Graduate Studies Laurentian University Sudbury, Ontario, 2000.
[12]. Ho Quang Quy, Mai Van Luu, Dinh Xuan Khoa, Radiation Force Distribution of Optical Trapping by two counter-propagating Gauss Beams Acting on Rayleigh Dielectric Sphere, Institute of Applied Physics, NEWTECHPRO, Hanoi; Vinh University, Vinh.
[13]. Ho Quang Quy, Mai Van Luu, Tran Hai Tien, Total power distribution of two counter-propagating pulsed Gauss Beams, Tạp chí Nghiên cứu khoa học kĩ thuật và công nghệ Quân sự, No 23, 06-2008.
[14]. Neil A Schofield, Development of Optical Trapping for the Isolation of Environmentally Regulated Genes, Submitted in partial fulfịment of the
requirement for the degree of doctor of philosophy 1998, University of
Reading, School of Animal and Microbial Sciences.
[15]. Joshua W. Shaevitz, A partical guide to optical trapping,
jshaevitz@berkeley.edu, August 22, 2006.
[16]. Li-Gang Wang, Cheng-Liang Zhao, Dynamic radiation force of a pulsed Gauss beam acting on a Rayleigh dielectric sphere, 2007 Optical Society of America.
[17]. Wiepke Koopmans, Thijs Aartsma, Optical Tweezers: The force of light.
http://en.wikipedia.org/wiki/Optical_tweezers, http://www.biop.dk/Research/Tweezers.htm
[18]. Peter MÄorters and Yuval Peres, Brownian Motion, Draft version of May 25, 2008.
[19]. Michael Abbott, Optical tweezers, PH 201 experiment, 7 October 2005. [20]. Giorgio Volpe, Giovanni Volpe and Dmitri Petrov, Brown motion in a
nonhomogeneous force field and photonic force microscope, pubished 19 December 2007.
[21]. G. Ahmadi, Brown motion,ME437/537, Clarkson university.
[22]. H.Q.Quy, M.V. Luu, “Stable Manipulation Dielectric Sphere of Optical Trapping by two Counter-propagating Gauss Pulsed Beams,” IWP&A,
Nhatrang, Sept.10-14, (2008)].
Time (s) (b)
Fig.5. a) The position fluctuation of trapped latex bead in the x direction by very low laser power of about 2mW 6. b) Displacement od glass particle in the “stable” space-time pillar of the optical tweezer (ρs= 50nm, τs=2ps). 61 Time (s) B ea d x p os it io n ( n m ) p os it io n ( n m )
