Để nghiên cứu tính chất phổ và sự lan truyền của xung laser cực ngắn qua sợi lõi rỗng (capillary) được chứa đầy khí argon, chúng tôi bố trí thí nghiệm như Hình 3.9. Để lấp đầy khí Ar trong lõi sợi, ống capillary được đặt trong một ống khí dài 80 cm. Trong thí nghiệm này, chúng tôi sử dụng ống capillary dài 28 cm và đường kính lõi 140 m. Xung laser ở 480 nm được hội
tụ vào đầu ống capillary bằng một gương cầu lõm với tiêu cự f = 1000 mm. Chùm xung laser được dẫn trong ống capillary và đi ra khỏi ống khí bằng cửa sổ lối ra và phổ xung được thu nhờ máy quang phổ Maya2000 Pro (Hình 3.9).
Hình 3.9: Bố trí thí nghiệm nghiên cứu sự mở rộng phổ xung laser cực ngắn trong sợi lõi rỗng (Capillary) chứa khí Argon.
3.3.1. Hiệu suất ghép nối của xung laser và ống capillary
Do đường kính của ống capillary là rất nhỏ (140 m) nên việc ghép nối xung laser vào capillary cũng là một việc hết sức khó khăn. Do vậy, cần thiết phải khảo sát hiệu suất ghép nối giữa xung laser và capillary nhằm đạt công suất lớn nhất sau ống.
Để xác định hiệu suất ghép nối của xung laser và ống capillary, chúng tôi tiến hành đo công suất đầu vào Pvào (đo tại vị trí trước ống khí) và công suất đầu ra Pra (đo tại vị trí sau ống khí) bằng đầu đo công suất laser loại PM125D (Thorlabs, USA). Từ kết quả đo, ta xác định được hiệu suất ghép nối của xung laser và ống capillary. Tiến hành thí nghiệm trong các điều kiện áp suất khí khác nhau, kết quả thí nghiệm được biểu diễn như hình 3.10 dưới đây.
Hình 3.10: Hiệu suất ghép nối của capillary phụ thuộc vào áp suất khí Ar.
Từ kết quả thu được, chúng tôi nhận thấy: khi áp suất tăng dần thì hiệu suất ghép nối giảm dần (với công suất đầu vào không đổi). Điều này có thể hiểu là do sự giảm công suất đầu ra. Vì khi áp suất khí trong ống càng cao, mật độ phân tử khí càng lớn thì sự mất mát năng lượng do ion hóa càng nhiều. Mặt khác, chiết suất của khí trong ống sẽ tăng khi áp suất và tần số tăng (tần số thay đổi do hiệu ứng SPM) [40], vì thế kéo theo sự tăng mất mát năng lượng nội tại do sự phản xạ lướt qua tại bề mặt điện môi.