BẢN THÔNG TIN TÓM TẮT VỀ NHỮNG KẾT LUẬN MỚI CỦA LUẬN ÁN TIẾN SĨ
Đề tài luận án: Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số lên kìm quang học sử dụng hai chùm xung Gauss ngược chiều.
Mã số: 62.44.01.09.
Chuyên ngành: Quang học
Họ và tên nghiên cứu sinh: Hoàng Đình Hải
Người hướng dẫn khoa học: PGS. TS. Hồ Quang Quý
Cơ sở đào tạo: Viện Khoa học và Công nghệ quân sự – Bộ Quốc phòng
NHỮNG KẾT LUẬN MỚI CỦA LUẬN ÁN
Từ phương trình Langevin mô tả chuyển động Brown của hạt trong chất lưu đã dẫn ra phương trình rút gọn mô tả chuyển động của hạt dưới tác động của quang lực khi hạt đặt trong kìm quang học. Với những giả thiết hợp lý cho mẫu hạt trong môi trường cụ thể, qui trình mô phỏng đã được đề xuất và khảo sát quá trình động học của hạt trong chất lưu trong các trường hợp không có quang lực, có quang lực với các tham số quang và cơ khác nhau. Kết quả cho chuyển động của vi hạt trong chất lưu dưới tác dụng của xung laser, từ đó, khẳng định được sự cạnh tranh của lực Brown và quang lực trong thời gian một xung laser.
1. Từ khảo sát ảnh hưởng của vị trí ban đầu, năng lượng tổng, bán kính thắt chùm và bán kính vi hạt lên quá trình động học của vi hạt trong môi trường chất lưu. Từ phân tích đã khẳng định:
Để bẫy vi hạt có kích thước a =10 nm nhúng trong chất lưu có độ nhớt =7,797×10-4Pa.s, ở nhiệt độ phòng T=250C, tỉ số chiết suất giữa hạt và nước sẽ là m=n1/n2=1.592/1.33, phải sử dụng hai chùm xung laser dạng Gauss có năng lượng tổng U > 0,1J và bán kính thắt chùm W0 < 4m với bán độ rộng xung 1ps. Có như vậy, vi hạt sẽ chuyển động về vùng ổn định lân cận tâm kìm. Khi năng lượng tổng tăng, bán kính thắt chùm giảm, vị trí ban đầu nằm gần tâm kìm, bán kính vi hạt tăng thì quá trình chuyển động của vi hạt về tâm kìm nhanh và dao động nhỏ ổn định hơn xung quanh tâm kìm.
2. Đã đưa ra khái niệm và phân tích về vùng ổn định không gian – thời gian của kìm quang học sử dụng hai chùm xung Gauss ngược chiều. Thời gian ổn đinh t là thời gian vi hạt dao động xung quanh vị trí cân bằng (tâm của kìm) trong quá trình một xung với không gian của vùng ổn định là biên độ dao động của hạt tương đương kích thước hạt. Từ đó khảo sát cụ thể ảnh hưởng của các tham số quang như: năng lượng xung, bán kính thắt chùm, độ rộng xung, tần số lặp xung, độ trễ xung và các tham số cơ như: kích thước hạt, độ nhớt chất lưu,.. lên vùng ổn định của kìm, đã phân tích nguyên nhân vật lý gây nên các ảnh hưởng và lựa chọn bộ các tham số quang và cơ thích hợp để nâng cao ổn định của hạt trong kìm sử dụng hai chùm xung Gauss ngược chiều. Từ đó khẳng định: Độ ổn định cao (thời gian ổn định lớn, không gian ổn định hẹp) khi tăng năng lượng laser, giảm bán kính thắt chùm, bán kính vi hạt lớn và vi hạt nhúng trong chất lưu có độ nhớt lớn và đã đưa ra bộ các tham số thích hợp cho quá trình bẫy.
3. Thời gian ổn định kéo dài khoảng bằng độ rộng xung (2). Như vậy, muốn tăng thời gian ổn định cần phải tăng độ rộng xung, tuy nhiên, đồng thời phải tăng năng lượng tổng và thu hẹp bán kính thắt chùm theo tỉ lệ sao cho công suất đỉnh không đổi ( ). Ngoài ra tần số lặp xung càng cao thì thời gian ổn định càng lớn, ảnh hưởng của dao động Brown ít hơn (f > 1/2) và khi sử dụng hai xung ngược chiều, cần chỉnh đồng pha, tránh hiện tượng trễ thời gian giữa hai xung (δT< 2).
