Báo cáo nghiên cứu khoa học: Phát xung Picô giây hồng ngoại gần bằng phương pháp chọn lọc thời gian phổ

Tuyển tập các báo cáo nghiên cứu khoa học của trường đại học huế đề tài: Phát xung Picô giây hồng ngoại gần bằng phương pháp chọn lọc thời gian phổ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Báo cáo nghiên cứu khoa học: "Phát xung Picô giây hồng ngoại gần bằng phương pháp chọn lọc thời gian phổ"T P CHÍ KHOA H C, ð i h c Hu , S 65, 2011 PHÁT XUNG PICÔ GIÂY H NG NGO I G N B NG PHƯƠNG PHÁP CH N L C TH I GIAN PH Hoàng H u Hòa, ð i h c Hu Lê Ng c Minh, Trư ng ð i h c Khoa h c, ð i h c Hu ð Quang Hòa, Vi n Khoa h c Công ngh Vi t Nam TÓM T T ð ng h c ph c a laser h ng ngo i băng r ng phát ra t m t bu ng c ng hư ng(BCH) ng n có ñ ph m ch t th p ñã ñư c nghiên c u v i h phương trình t c ñ m r ng chonhi u bư c sóng. Các k t qu thu ñư c cho th y kh năng phát tr c ti p xung laser màu picôgiây h ng ngo i b ng phương pháp ch n l c th i gian ph (STS).1. M ñ u Nh ng laser phát xung c c ng n trong vùng h ng ngo i g n là m t ngu n kíchthích quan tr ng trong quang ph phân gi i th i gian. G n ñây, phép tr n t n s thư ngñư c dùng ñ phát nh ng xung laser ng n trong vùng h ng ngo i g n khi s d ng cáclaser mode-lock. Tuy nhiên, năng lư ng xung ra là r t th p, không th ng d ng tr cti p trong nghiên c u quang ph và ñ c bi t là trong quang ph phi tuy n. Hơn n a, kthu t này ñòi h i ph i có hai laser bơm ñ t ti n (m t laser phát xung và m t laser phátliên t c). B ng phương pháp ch n l c th i gian ph là d a trên cơ s m t ti n trình phc c nhanh c a laser màu băng r ng, bu ng c ng hư ng ng n, ñ ph m ch t th p, v ingu n bơm nanô-giây có th t o ra ñư c laser xung picô-giây trong mi n h ng ngo ig n.2. H phương trình t c ñ ð mô t ti n trình ph -th i gian trong phát x laser màu xung băng r ng v ibu ng c ng hư ng ng n, ñ ph m ch t th p, h phương trình t c ñ sau ñư c s d ngkhi có chú ý ñ n s khu ch ñ i bão hòa, s tái h p th b c x laser c a các phân t [1]: ∂N 1   1 n  n =  P + ∑ σ ai I i  N 0 −  + ∑ σ ei I i  N 1 (1) ∂t τ i =1    i =1 ∂I i I = [2 (σ ei N 1 − σ ai N 0 )l − α i ] i + Ai N 1 (2) ∂t T N = N1 + N0 (3) 73trong ñó: n là s kênh bư c sóng, ch s i = 1, 2, 3,...; λi là bư c sóng th i; I i là cư ngñ laser t i bư c sóng λi ; σ ai và σ ei l n lư t là ti t di n h p th và ti t di n phát x tr ng thái ñơn S0 và S1 ; τ bư c sóng λi ; N 0 , N1 là ñ tích lu phân tcư ng b clà th i gian s ng huỳnh quang c a phân t màu; P là t c ñ bơm;T = 2[L + l (nc − 1)]c −1 là th i gian ánh sáng ñi m t vòng trong BCH, L là chi u dàiBCH, l là chi u dài môi tru ng ho t ch t, c là t c ñ ánh sáng, nc là chi t su t c adung d ch màu. ð i lư ng Ai N1 , ñ c trưng s ñóng góp c a phát x t phát kh i phátcho quá trình laser. Giá tr c a Ai ít b nh hư ng v i các bư c sóng khác nhau, −10 −2 [2]; α i là ñ m t mát trong m t chu trình BCH bư c sóng λi .Ai = 10 cm.s H phương trình t c ñ ñư c gi i b ng phương pháp s , s d ng thu t toánRunge-Kutta b c 4. Xung bơm có d ng Gauss ñ r ng 5 ns (FWHM), thông s bơm lýthuy t r = P/Pngư ng, trong ñó [4]: 1 σa +σ α v i σ= Pngư ng= (4) τ σe +σ 2 LN3. ð ng h c ph c a laser màu băng r ng có bu ng c ng hư ng ng n, ñ ph mch t th p H phương trình t c ñ m r ng cho 25 phương trình cư ng ñ và m t phươngtrình cho ñ tích lũy tr ngthái kích thích, bư c tính ph1nm ñư c nghiên c u v ich t màu h ng ngo i Nile-Blue (NB)/ethanol. Tính toántrong trư ng h p l = 1 cm, L 712 nm 18 -3=1 cm, N = 1.10 cm , h s 710 nmph n x gương R1 = R2 = 708 nm0,04, τ = 0,75 ns [3]. Thông 706 nms bơm lý thuy t r =17 l n 705 nmtrên ngư ng. 703 nm K t qu tính toán v 5 6 7 8 9 10 11 12 Thêi gian (ns)ñ ng h c ph và ph lasert c th i (t i nh ng th i ñi m ...