Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.

Sự phát sóng hài bậc II

Sự phát sóng hài bậc II

  • Login to see the comments

Sự phát sóng hài bậc II

  1. 1. GVHD: ThS. Nguyễn Thanh Lâm Nhóm 1: Lê Thị Thùy Dung Nguyễn Thị Định Nguyễn Văn Hướng Lê Vũ Lâm Hoàng Thị Thúy Nga R L 2
  2. 2. MỘT SỐ THÔNG TIN CẦN THIẾT  Tài liệu quang phi tuyến: http://mientayvn.com/Cao%20hoc%20quang%20di en%20tu/Semina%20tren%20lop/seminar.html#6  https://drive.google.com/folderview?id=0B2JJJMzJ bJcwajNXZWpzdGRTb1MtRXdRN0hrZFhiQQ&u sp=sharing
  3. 3. NỘI DUNG 1 • Khái niệm sóng hài bậc 2 2 • Mô hình & nguyên tắc 3 • Vật liệu & ứng dụng
  4. 4. Khái niệm sóng hài bậc 2  Năm 1961, sự phát sóng hai bậc hai đã được Franken và cộng sự công bố lần đầu tiên: dùng bức xạ laser Ruby ( = 694 nm) chiếu vào tinh thể thạch anh, chùm tia ra có bức xạ  = 347nm Lịch sử phát triển TT.Thạch anh Bức xạ tới 694nm Bức xạ ra 347nm (SHG)  Năm 1960, xuất hiện nguồn sáng Laser hiệu ứng quang học phi tuyến. Franken
  5. 5. Khái niệm sóng hài bậc 2 Khái niệm: SHG là quá trình phi tuyến, trong đó những photon tương tác với vật liệu phi tuyến, kết quả là tạo ra những photon mới có năng lượng gấp đôi (do đó tần số gấp đôi và bước sóng giảm một nửa so với photon ban đầu). Đây là một trường hợp của sự phát tần số tổng. SHG R L 2
  6. 6. Mô hình & nguyên tắc Mô hình dao động tử điều hòa – dao động tử phi tuyến • Xét điện trường tác động vào môi trường vật chất • Các lực gây ra gia tốc cho electron • Fhạt nhân tùy thuộc vào điện trường mạnh hoặc yếu  Điện trường yếu: Điện trường mạnh:
  7. 7. Mô hình & nguyên tắc Xét điện trường yếu. Ta có: Nghiệm x của phương trình này có dạng: Tức là electron dao động điều hòa với tần số ω. Nếu viết biểu thức cường độ điện trường dưới dạng số phức: Mô hình dao động tử điều hòa – dao động tử phi tuyến
  8. 8. Mô hình & nguyên tắc Xét điện trường mạnh. Ta có: Nghiệm x của phương trình này có dạng:   tE mea E mea tE me tx     2cos / 4 1 2 / 2 cos / )( 2 0 2 22 0 22 0 2 0 2 22 0 2 0 022 0 2                  Tức là chiếu vào điện trường tần số ω nhưng electron lại dao động với tần số 2ω . Nếu viết biểu thức cường độ điện trường dưới dạng số phức: Mô hình dao động tử điều hòa – dao động tử phi tuyến
  9. 9. Mô hình & nguyên tắc Mô hình phát sóng hài bậc 2 Dùng bức xạ của Laser Ruby (694nm) chiếu lên tinh thể sẽ cho bức xạ có tần số gấp đôi.  Laser Ruby 6943A Tinh thể L Kính lọc 2 2
  10. 10. Mô hình & nguyên tắc Nguyên tắc Hiệu ứng quang phi tuyến bậc 2: Khảo sát các tính chất quang của môi trường phi tuyến và bỏ qua các số hạng phi tuyến lớn hơn bậc 2.   332 42 EdEPNL  ...42 3)3(2)1( 0  EEdEP   P: Độ phân cực của môi trường 0: hằng số điện môi trong chân không E: cường độ điện trường  (i): hằng số D = 0E + P = E Trong quang phi tuyến: n2 = 1 +  (1)
  11. 11. Mô hình & nguyên tắc Sự phát sóng hài bậc 2 Nếu chiều dài tinh thể là L (z=L), ta có: 2 24 2 22 02 2 2 1 2 1 sin )0()(                kL kL LE d LE                      kz kz zeEdizE kzi 2 1 2 1 sin )0()( 2/2 2 0 2       Điện trường điều hoà bậc hai tại mặt ra của tinh thể: Dùng bức xạ laser Ruby ( = 694nm) chiếu vào tinh thể sẽ cho bức xạ có tần số gấp đôi ( = 347nm). L Laser Ruby Tinh thể ω 2ω
  12. 12. Mô hình & nguyên tắc Cường độ của sóng và 2 2 0 )( 2 1 zEI       2 2 0 2 2 )( 2 1 zEI       2 22 2 22 2/3 0 0 2 2222 2 2/3 0 2 2 1 2 1 sin )0( )2()( 2 2 1 2 1 sin )0( 2                                     kL kL LI nn d kL kL LIdI           Do đó:
  13. 13. Mô hình & nguyên tắc Hiệu suất biến đổi SHG: Hiệu suất đạt cực đại và có giá trị: Khi 2 2 2 22 2/3 0 02 2 1 2 1 sin )0( )2()( 2 )0( )(                      kL kL LI nn d I LI eSHG        2 3 22 2/3 0 0 )0(2 LI n d eSHG            1 sin lim 2 1 2 1 sin 2 2 0 2                 x x kL kL x
  14. 14. Mô hình & nguyên tắc Điều kiện cực đại của hàm sin2x/x2: Là nghiệm của của phương trình siêu việt x = tgx và Chọn n=1 0 sin 2 2       x x dx d k n LnkL kkL c      00 k Lc    Điều kiện đồng bộ về không gian (sự hợp pha)
  15. 15. Mô hình & nguyên tắc Xét điều kiện: x 0 4,49 7,73 10,10 1 0,047 0,016 0,008 Bảng giá trị và vị trí các cực đại của hàm sin2x/x2. 2 2 sin x x   0)()2( 4 22      nnkkk Điều kiện đồng bộ về không gian (sự hợp pha)  Do đó điều kiện trên không thỏa mãn trong môi trường tán sắc bình thường.  Trong môi trường tinh thể lưỡng chiết, điều kiện trên có thể thỏa mãn
  16. 16. Mô hình & nguyên tắc • Xét tinh thể đơn trục âm KDP: • Dựa vào ellipsoid chiết suất ta tìm được hướng truyền của tia tới lập với trục quang học một góc θ thỏa mãn công thức: )()(  oe nn  Điều kiện đồng bộ về không gian (sự hợp pha) 2 2 2 2 2 sincos )( 1 eoe nnn    Góc thỏa mãn điều kiện hợp pha θd         22 0 22 22 0 2 02 sin         nn nn e d 2 2 2 max 2 2 1 2 1 sin          kL kL P Pc  
  17. 17. Vật liệu Vật liệu phát sóng hài bậc hai Tinh thể KDP: - Công thức phân tử KH2PO4 - Là tinh thể đơn trục âm Tinh thể KTP: - Công thức phân tử KTiOPO4 - Là tinh thể lưỡng trục (hai trục)
  18. 18. Ứng dụng Kính hiển vi sóng hài Huỳnh quang nhiều photon Sự phát sóng hài Đều là quá trình phi tuyến Xuyên sâu cao với bước sóng IR •Là kính hiển vi không kết hợp •Làm phai màu ảnh •Làm hỏng ảnh •Biến màu •Là kính hiển vi kết hợp •Không mất mát năng lượng/Không hấp thu/ làm phai màu ảnh •không làm hỏng ảnh •Không biến màu
  19. 19. Ứng dụng Độ suy giảm thấp nhất ở bước sóng khoảng 1200 đến 1300 nm Xuyên sâu trong mẫu sinh vật Có tác dụng trong vùng ánh sáng khả kiến Giảm huỳnh quang Không làm hỏng ảnh Thích hợp với chất xơ, sợi Không nhạy với đầu thu silic Các đặc điểm của kính hiển vi sóng hài
  20. 20. Ứng dụng Tinh thể photonic từ vật liệu sinh học (trong tự nhiên)
  21. 21. Ứng dụng Sự phân bào bì phôi cá ngựa SHG: Tinh thể hóa dãy vi cấu trúc hình ống Thu nhỏ sau khi vi cấu trúc hình ống phân tán.
  22. 22. Ứng dụng SHG của tinh bột
  23. 23. Ứng dụng SHG trong sợi gân SHG từ protein
  24. 24. Ứng dụng Vẽ nên các tính chất của vật liệu Tìm kiếm tinh thể photonic có nguồn gốc sinh học Phát triển ngành sinh vật học Những kết luận về kính hiển vi sóng hài Độ tương phản tăng lên đáng kể Độ phân giải: 400nm Độ xuyên sâu >1.5mm Tính không xâm nhập Quan sát được thời kỳ phôi kéo dài (SHG rất nhạy với cấu trúc phân tử) Nghiên cứu màng mỏng Ảnh sâu bên trong của mô
  25. 25. Ứng dụng Đèn laser xanh lá Ở đây cần chuẩn bị những dụng cụ để chế tạo đèn laser xanh lá như sau: - Một máy cấp nguồn - Một bộ phát laser hồng ngoại 808nm công suất tầm 500mw - Một tinh thể Cấu tạo
  26. 26. Ứng dụng Bố trí thí nghiệm
  27. 27. Ứng dụng
  28. 28. Xin Chân Thành Cảm Ơn Thầy Và Các Bạn!!!

×