Ảnh hưởng của độ dày lớp TiO2 phủ trên bề mặt cách tử nhiễu xạ lên góc cộng hưởng và phổ truyền qua

Bài viết Ảnh hưởng của độ dày lớp TiO2 phủ trên bề mặt cách tử nhiễu xạ lên góc cộng hưởng và phổ truyền qua trình bày khảo sát ảnh hưởng của độ dày lớp TiO2 phủ trên bề mặt cách tử trong hệ quang học nhiều lớp lên phổ truyền qua và góc cộng hưởng.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Ảnh hưởng của độ dày lớp TiO2 phủ trên bề mặt cách tử nhiễu xạ lên góc cộng hưởng và phổ truyền qua Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2023. ISBN: 978-604-82-7522-8 ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỘ DÀY LỚP TiO2 PHỦ TRÊN BỀ MẶT CÁCH TỬ NHIỄU XẠ LÊN GÓC CỘNG HƯỞNG VÀ PHỔ TRUYỀN QUA Nguyễn Văn Nghĩa Trường Đại học Thủy lợi, email: nghiangvan@tlu.edu.vn 1. GIỚI THIỆU CHUNG Ngoài ứng dụng làm hệ tán sắc trong các máy quang phổ, cách tử nhiễu xạ còn có tác dụng như những ống dẫn sóng trong các hệ quang học [1]. Khi được ứng dụng làm ống dẫn sóng, việc tìm ra điều kiện cộng hưởng là rất quan trọng [2]. Kết quả mô phỏng tìm ra điều kiện tối ưu của mẫu vật với giá trị góc Hình 1. Mô hình mẫu dùng cách tử cộng hưởng tính toán được sẽ định hướng cho các nhà khoa học thực nghiệm chế tạo Bảng 1. Bề dày của các lớp trong mẫu mẫu vật hoàn chỉnh với tính chất vật lý như Lớp chiết Đế thủy mong muốn. Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến Nắp thủy Nước TiO2 suất thấp tinh điều kiện cộng hưởng như chiết suất của các tinh (μm) (μm) (μm) (μm) (μm) chất cấu thành nên hệ quang học sử dụng cách tử, độ sâu và chu kì của cách tử, độ dày 4 2 0,04-0,07 0,6 4 của lớp phủ trên bề mặt cách tử… Trong công bố này, chúng tôi khảo sát ảnh hưởng 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU của độ dày lớp TiO2 phủ trên bề mặt cách tử Phổ truyền qua của mẫu theo độ dày của trong hệ quang học nhiều lớp lên phổ truyền lớp TiO2 được biểu diễn trên hình 2. Hình 2a qua và góc cộng hưởng. là kết quả mô phỏng toàn phổ từ 700 đến 900 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU nm, xung quanh giá trị bước sóng kích thích 793 nm. Hình 2b mô tả hình ảnh phóng đại Nghiên cứu này sử dụng phương pháp mô của phổ truyền qua ở gần giá trị của bước phỏng. Hệ mẫu vật sử dụng cách tử được mô sóng kích thích. Có thể thấy độ sâu của phổ hình hóa như trên hình 1. Ánh sáng chiếu từ tăng theo độ dày của lớp TiO2 và thay đổi đế thủy tinh qua lớp chiết suất thấp, qua lớp mạnh khi độ dày tăng từ 40 nm đến 55 nm phủ TiO2 vào nước, sau khi đi qua tấm thủy (Hình 2c). Khi độ dày lớp TiO2 thay đổi từ tinh bảo vệ bên trên thì truyền ra ngoài không khí. Chiết suất của thủy tinh, nước, lớp TiO2, 60 đến 70 nm, độ sâu phổ truyền qua thay đổi lớp chiết suất thấp lần lượt là 1,5087; 1,3300; không đáng kể. Vị trí đáy phổ truyền qua 2,0666 và 1,2200. Bước sóng ánh sáng dùng cũng có xu hướng dịch chuyển nhỏ về phía trong thí nghiệm là 793 nm. Chu kì và độ sâu bước sóng ngắn. Bờ phải của phổ gần như cách tử lần lượt là 460 nm và 60 nm. Các không thay đổi trong khi bờ trái dịch chuyển thông số về bề dày của các lớp được cho nhiều hơn, dẫn tới bề rộng phổ tăng theo độ trong bảng 1. dày của lớp phủ TiO2. 248 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2023. ISBN: 978-604-82-7522-8 Hình 2. Phổ truyền qua của mẫu: a) Toàn phổ; b) Độ phóng đại cao; c) Sự phụ thuộc của độ truyền qua theo độ dày lớp TiO2 Việc tìm ra góc cộng hưởng là quan trọng 4. KẾT LUẬN trong các ứng dụng quang học nói riêng và vật Trong công bố này, chúng tôi đã khảo sát lý nói chung. Khi ánh sáng được điều chỉnh ở ảnh hưởng của độ dày lớp TiO2 lên phổ vị trí của góc cộng hưởng, cường độ điện truyền qua và góc cộng hưởng của một hệ trường trên bề mặt được tăng lên đáng kể mẫu vật nhiều lớp có sử dụng cách tử nhiễu [2][3]. Góc cộng hưởng phụ thuộc vào độ dày xạ bằng phương pháp mô phỏng. Kết quả cho và chiết suất của các lớp cấu thành nên mẫu. thấy khi tăng chiều dày lớp TiO2, phổ truyền Đối với hệ mẫu khảo sát trong nghiên cứu này qua có xu hướng mở rộng về phía bước sóng (Hình 1), chúng tôi chỉ thay đổi độ dày của lớp ngắn. Giá trị góc cộng hưởng giảm đều đặn theo sự tăng của lớp phủ TiO2. Các kết quả TiO2 và cố định độ dày của các lớp khác. Kết này góp phần định hướng cho thực nghiệm quả mô phỏng tìm vị trí góc cộng hưởng được trong việc chế tạo hệ nhiều lớp sử dụng cách thể hiện trên hình 3. Có thể thấy rằng giá trị tử với góc nhiễu xạ như mong muốn. góc cộng hưởng giảm đều đặn theo sự tăng chiều dày lớp TiO2. Ứng với độ dày 40 nm, giá 5. TÀI LIỆU THAM KHẢO trị góc cộng hưởng là 13,27o. Khi độ dày tăng [1] Li, X., Liu, D., Huo, Y., Yue, Q., & Ning, T. tới 70 nm, giá trị này giảm xuống còn 10,04o. (2023). Low-voltage electro-optic switching Các giá trị này nằm trong khoảng có thể điều and modulation of second harmonic generation in lithium niobate resonant waveguide gratings chỉnh được của hệ kính hiển vi trường rộng [4]. assisted by quasi-BICs. Optics & Laser Technology, 160, 109083. [2] Vu, D. T.; Chiu, H. W.; Nababan, R.; Le, Q. M.; Kuo, S. W.; Chau, L. K.; Ting, C. C; Kan, H. C.; Hsu, C. C. (2018). Enhancing upconversion luminescence emission of rare ...