Phát xung quang học đa sắc bằng phương pháp Raman - trộn bốn sóng: Luận văn ThS. Khoa học vật chất: 604401

Authors: Phan, Đình Thắng

Phát các xung quang học cực ngắn đa sắc bằng hiện tượng trộn bốn sóng kết hợp với phát Raman (Raman – trộn bốn sóng) trong môi trường khí hydro. Nguồn bơm là xung laser cơ bản được phát từ hệ laser Ti:sapphire (800 nm, 35 fs, 1 kHz) và xung Stoke là xung tín hiệu của xung laser cơ bản sau khi đi qua hệ phát khuếch đại thông số (OPA) phát ở bước sóng 1200 nm, hoặc xung bơm là xung họa ba bậc hai của xung laser cơ bản phát ở bước sóng 400 nm và xung Stoke là xung tín hiệu của xung laser cơ bản sau khi đi qua hệ khuếch đại thông số phát ở bước sóng 480 nm. Các xung bơm và xung Stoke được thiết kế hội tụ đồng trục vào môi trường phát Raman (khí hydro) bằng gương cầu phản xạ. Sau khi các xung bơm và xung Stoke thỏa mãn về điều kiện chồng chập về mặt thời gian, không gian và thỏa mãn điều kiện phù hợp pha, hiện tượng Raman – trộn bốn sóng (FWRM) xảy ra. Các xung đối Stoke được phát ra có tần số cách biệt nhau một khoảng xấp xỉ bằng tần số dao động phân tử khí hydro – môi trường hoạt động Raman (4155 cm-1). Quá trình phát Raman – trộn bốn sóng (FWRM) xảy ra trong ống khí hoặc sợi quang rỗng chứa khí hydro, phổ phát xạ các xung đối Stoke có thể quan sát và ghi nhận được bằng máy quang phổ nằm trong dải bước sóng từ tử ngoại sâu tới vùng nhìn thấy (219 nm, 242 nm, 267 nm, 300 nm, 343 nm, 400 nm, 480 nm, 600 nm). Chuyển đổi năng lượng từ xung bơm sang xung đối Stoke bậc nhất (600 nm) có hiệu suất khoảng 26 % trong trường hợp ống khí ở áp suất 1.85 atm và 27 % trong trường hợp sợi quang rỗng ở áp suất 1.5 atm. Đối với các xung đối Stoke bậc cao, hiệu suất chuyển đổi năng lượng tăng khi áp suất khí hydro tăng và đạt hiệu suất cao nhất ở áp suất 2 atm. Trong trường hợp sợi quang rỗng thì các xung đối Stoke bậc hai trở lên có hiệu suất phát cao hơn trong trường hợp ống khí. Phát xung laser trong vùng hồng ngoại tử ngoại bước sóng 187 nm sử dụng xung bơm bước sóng 800 nm, xung Stoke ở bước sóng 1200 nm và xung dò ở bước sóng 267 nm, là xung tín hiệu quá trình phát họa ba bậc ba của xung laser cơ bản. Ba xung được hội tụ đồng trục vào sợi quang rỗng chứa khí hydro, khi các xung chồng chập về mặt thời gian, không gian và thỏa mãn điều kiện phù hợp pha thì quá trình FWRM xảy ra và đạt hiệu suất cao nhất. Xung đối Stoke bậc nhất của xung dò được phát ra ở bước sóng 187 nm. Năng lượng chuyển hóa từ xung dò sang xung đối Stoke bậc nhất đạt hiệu suất cao nhất 17 % ở áp suất 1.5 atm. Quá trình FWRM cũng được khảo sát ở các điều kiện áp suất khí hydro khác nhau. Áp suất dưới 1.5 atm, hiệu suất phát của các xung đối Stoke tỷ lệ với áp suất của môi trường phi tuyến. Ở áp suất lớn hơn, hiệu suất phát của xung đối Stoke bậc nhất không tăng, do các hiện tượng tự điều biến pha và điều biến pha chéo của các xung bơm xảy ra mạnh hơn ở áp suất cao. Ở các thời gian gian trễ khác nhau giữa các xung bơm và xung Stoke, có sự dịch chuyển của bước sóng trung tâm các xung đối Stoke. Trong báo cáo của luận văn cũng khảo sát các hiện tượng tự điều biến pha và điều biến pha chéo xảy ra đồng thời với quá trình FWRM. Đối với xung bơm nằm trong vùng tử ngoại thì hiện tượng tự điều biến pha và điều biến pha chéo tác động mạnh hơn tới hiệu xuất phát FWRM so với xung bơm nằm trong vùng hồng ngoại gần...

Title:	Phát xung quang học đa sắc bằng phương pháp Raman - trộn bốn sóng: Luận văn ThS. Khoa học vật chất: 604401
Authors:	Phan, Đình Thắng
Keywords:	Quang học;Quang học đa sắc
Issue Date:	2017
Publisher:	H.: Trường Đại học khoa họcTự nhiên

Description:	85 tr.
URI:	http://repository.vnu.edu.vn/handle/VNU_123/60138
Appears in Collections:	HUS - Master Theses