Luận văn tốt nghiệp Vật lý: Laser siêu ngắn - Cơ chế phát xạ sóng hài

Luận văn tốt nghiệp Vật lý: Laser siêu ngắn - Cơ chế phát xạ sóng hài gồm có 3 phần. Trong đó, phần 1 - Tổng quan về Laser; phần 2 - Laser siêu ngắn và cơ chế phát xạ sóng hài; phần 3 - Sóng hài do phân tử HCN tương tác với Laser.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận văn tốt nghiệp Vật lý: Laser siêu ngắn - Cơ chế phát xạ sóng hài BOÄ GIAÙO DUÏC VAØ ÑAØO TAÏO TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC SÖ PHAÏM TP. HOÀ CHÍ MINH KHOA VAÄT LYÙ ÑEÀ TAØI: GVHD : TSKH. LEÂ VAÊN HOAØNG SVTH : PHẠM THỊ TUYẾT MAI NIEÂN KHOÙA: 2005-2009 LÔØI CAÛM ÔN Kieán thöùc luoân laø haønh trang böôùc vaøo cuoäc ñôøi cuûa moãicon ngöôøi. Trong suoát 4 naêm hoïc taïi tröôøng ÑAÏI HOÏCSÖ PHAÏM TP.HCM, em ñaõ trang bò cho mình haønhtrang aáy vôùi söï dìu daét cuûa caùc quyù thaày coâ, nhöõng ngöôøi luoânluoân hi sinh vì söï nghieäp giaùo duïc, vì töông lai cuûa theá heächuùng em.Cuøng vôùi söï hoaøn thaønh cuûa luaän vaên, em xin chaân thaønh caûmôn ñeán:_ Thaày Leâ Vaên Hoaøng ñaõ nhieät tình höôùng daãn , giuùp ñôõ ,ñoùng goùp yù kieán , hoã trôï taøi lieäu tham khaûo cuõng nhö uûng hoäem trong caùc yù töôûng môùi , taän tình söûa chöõa nhöõng sai soùtgiuùp em hoaøn thaønh toát luaän vaên naøy ._ Thaày Nguyeãn Ngoïc Ty ñaõ hoã trôï trong quaù trình söûduïng caùc phaàn meàm tin hoïc môùi, giuùp ñôõ , ñoùng goùp yù kieán vaønhöõng lôøi khuyeân chaân thaønh cho luaän vaên cuûa em ._ Caùc anh chò trong khoa Vaät Lyù vaø baïn sinh vieân cuøng khoùañaõ uûng hoä, ñoäng vieân vaø hoã trôï veà tin hoïc cho luaän vaên cuûaem._ Gia ñình , ngöôøi thaân ñaõ ñoäng vieân tinh thaàn giuùp em hoaønthaønh toát luaän vaên. TP HCM, ngaøy 27/04/2009 Sinh vieân Phaïm Thò Tuyeát MaiLuận Văn Tốt Nghiệp MỞ ĐẦU Mặc dù hiệu suất của những thiết bị Laser rất thấp - chỉ trên dưới 1% - nhưngnhững tia sáng Laser kì diệu ngày càng thâm nhập sâu vào đời sống của con người.Các ứng dụng của Laser có thể dễ dàng được tìm thấy trong đời sống hàng ngày, từmáy đọc đĩa CD, máy quét mã vạch ở siêu thị, máy in Laser trong các văn phòng,… đến phẫu thuật bằng Laser trong y khoa hoặc những ứng dụng trong thông tinliên lạc, quân sự và nghiên cứu khoa học[4]. Cùng với sự phát triển nhanh chóng của khoa học – kỹ thuật, kỹ thuật Lasercũng đã có những bước phát triển đáng kể. Đặc biệt, trong những năm gần đây, cácnhà khoa học đã tạo ra được những xung Laser siêu ngắn với thời gian của mỗixung chỉ vài femto giây (1fs = 10-15s)[7]. Thành tựu này đã mở đường cho một loạtcác ứng dụng kỳ diệu mà trước nay chưa từng đạt được. Sử dụng một xung Lasersiêu ngắn chiếu vào phân tử để kích thích sự phát sóng hài bậc cao của phân tử, cácnhà khoa học có thể thu được những thông tin cho phép họ tái tạo cấu trúc phân tử. Thực hiện luận văn tốt nghiệp với đề tài “Laser siêu ngắn và cơ chế phát xạsóng hài”, tác giả mong muốn trang bị cho mình những kiến thức cơ bản vềLaser[3] và cơ chế phát xạ sóng hài, làm cơ sở cho những nghiên cứu tiếp theotrong lĩnh vực này. Hướng vào mục tiêu đó, luận văn được trình bày với ba mảngnội dung chính như sau:  Phần 1: Tổng quan về Laser.  Phần 2: Laser siêu ngắn và cơ chế phát xạ sóng hài.  Phần 3: Sóng hài do phân tử HCN tương tác với Laser. Luận văn được trình bày sao cho những bạn đọc có kiến thức vật lý đạicương có thể hiểu được. Mục tiêu này đòi hỏi tác giả phải viết bằng ngôn ngữ phổLuận Văn Tốt Nghiệpthông, dễ hiểu, hạn chế dùng công thức toán học khi chưa thật sự cần thiết, tăngcường minh họa bằng hình ảnh. Với yêu cầu về nội dung và hình thức trình bày như trên, tác giả thực hiệnluận văn với những nội dung chính như sau: Phần 1 trình bày những kiến thức cơ bản về Laser bao gồm lịch sử phát minhLaser, đặc điểm, cấu tạo và nguyên tắc hoạt động, các loại Laser, ứng dụng củaLaser[12]. Có nhà khoa học đã nhận định rằng: trong vòng hai thế kỷ trở lại đây,những phát minh khoa học quan trọng đều là những phát minh do sự tình cờ. Sựphát minh ra Laser cũng là một trong những phát minh như vậy. Khi hai nhà khoahọc Townes và Schawlow nghiên cứu chế tạo một công cụ để giúp họ nghiên cứucấu trúc phân tử, không ai nghĩ rằng sẽ chế tạo được một thiết bị đã cách mạng hóanhiều lĩnh vực trong đời sống, từ công nghệ thông tin đến y khoa, từ dân sự đếnquân sự, … Để người đọc có cái nhìn tổng quát trước khi nghiên cứu chi tiết vềLaser, tác giả trình bày sơ lược cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của Laser[3], cácđặc điểm của Laser như tính định hướng, độ tụ cao, đơn sắc[1],…có minh họa bằnghình ảnh hoạt động của Laser ruby, Laser khí He-Ne, Laser bán dẫn,… Về cơ bản,nguyên tắc hoạt động của Laser khá đơn giản, tuy nhiên để nghiên cứu chi tiết hơnvề Laser thì cần phải có những khái niệm cơ bản dùng cho Laser, mà quan trọngnhất là khái niệm sự bức xạ cưỡng bức[2] và sự đảo lộn mật độ cư trú. Các kháiniệm này được trình bày ở mục 1.1.4. Tiếp theo, tác giả lần lượt trình bày chi tiết vềba bộ phận chính của Laser, cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của chúng. Đầu tiên làbuồng cộng hưởng quang học. Đây là một bộ phận quan trọng của Laser, có tácdụng khuếch đại bức xạ điện từ đến cường độ đủ mạnh để thoát ra ngoài thànhchùm sáng Laser, và cũng chính nó tạo cho Laser những tính chất đặc biệt như tínhđịnh hướng và tính đơn sắc rất cao. Một bộ phận quan trọng khác của Laser là nguồn năng lượng bức xạ để kíchthích các nguyên tử của hoạt chất khi Laser hoạt động, nói cách khác là tạo môitrường hoạt tính cho Laser. Với mỗi loại Laser sẽ có một cách tạo môi trường hoạtLuận Văn Tốt Nghiệptính riêng. Ở đây tác giả giới thiệu hai phương pháp, đó là phương pháp bơm nănglượng thường dùng cho Laser rắn và phương pháp phóng điện thường dùng trongLaser khí. Cuối cùng, tác giả trình bày về môi trường hoạt tính của Laser. Thôngthường Laser được phân loại theo môi trường hoạt tính của chúng, ví dụ như ...