BÀI THUYẾT TRÌNH VẬT LÝ LASER

BÀI THUYẾT TRÌNH
VẬT LÝ LASER
Ứng dụng của Laser vào khoa học kỹ thuật



Danh sách thành viên nhóm 4:
●
●
●
●
●

Lê Quang Duy
Lê Hồng Hải
Lê Thị Cẩm Giang
Dương Thị Vi
Nguyễn Tấn Việt


NỘI DUNG
I. Laser scanning
II. Kĩ thuật quang phổ laser cực nhanh
(Ultrafast laser spectroscopy)


I. Laser scanning
Laser scanning là kỹ thuật xác
định khoản cách hoặc hình ảnh 3
chiều bằng cách phát ra các chùm
laser sau đó thu nhận và phân tích

chùm tia phản xạ để ứng dụng
vào: đọc mã, đo khoảng cách hay
quét và tạo mẫu vật thể hay không
gian 3 chiều.


I. Laser scanning
● Loại laser thường được
sử dụng: Laser bán dẫn
○
○

Laser bán dẫn tạo ra nhờ
một lớp tiếp xúc bán dẫn n-p.
Photon được bức xạ khi
electron và lỗ trống gặp
nhau.


I. Laser scanning
● Đặc tính của laser bán dẫn:
○
○
○

Gọn nhẹ (toàn bộ cấu trúc có thể gói gọn trong vài milimet khối).
Độ bền cơ học, hiệu suất cao (sử dụng bơm điện), công suất tiêu thụ
nhỏ, khả năng điều biến tần số phát cao.
Công suất vừa đủ cho các ứng dụng quét trong cự ly ngắn.

I. Laser scanning
●

Đọc mã vạch bằng laser
○

○

Thông tin được mã hóa vào trong
các đoạn mã vạch hay các ma
trận(QR code).
Máy quét mã sử dụng bộ phát laser
bán dẫn nhỏ gọn phát ra chùm tia đỏ
bị hấp thụ mạnh bởi các vạch(hay ô
vuông) màu đen. Việc phân tích phổ
cường độ của chùm phản xạ cho ta
thông tin từ đoạn mã


II. Kĩ thuật quang phổ laser cực nhanh
(Ultrafast laser spectroscopy)
I.

Giới thiệu:
Quang phổ laser cực nhanh là một kỹ thuật quang phổ sử dụng laser xung
có độ dài cực ngắn để nghiên cứu các quá trình động lực trong độ phân
giải thời gian cực nhỏ ( atto giây 10−18s, đến nano giây 10−9s ). Các
phường pháp khác nhau được dùng để xác định các trạng thái động lực
của các Ion, nguyên tử và phân tử.

II. Kĩ thuật quang phổ laser cực nhanh
(Ultrafast laser spectroscopy)
●

Các đặc tính yêu cầu của nguồn laser:
○ Khả năng điều chỉnh bước sóng
○ Khả năng tạo xung siêu ngắn

Hình ảnh: Minh họa sử dụng xung laser
quan sát cơ chế tự sửa chữa của phân tử
DNA


II. Kĩ thuật quang phổ laser cực nhanh
(Ultrafast laser spectroscopy)
●

Nguồn laser:
○

○

Titanium-sapphire laser(Ti:Sa-Laser)
Là loại laser có thể điều chỉnh trong miền từ đỏ
đến gần hồng ngoại(650-1100 nm), được dùng
trong nghiên cứu khoa học vì khả năng điều
chỉnh và tạo ra các xung siêu ngắn.
Môi trường hoạt chât là tinh thể Al2O3 với tạp

chât là ion Titan. Nguồn bơm thông thường
được sử dụng là một loại laser khác có bước
sóng trong khoảng từ 514-532 nm.


II. Kĩ thuật quang phổ laser cực nhanh
(Ultrafast laser spectroscopy)
●

Dye Laser- Laser lỏng sử dụng chất
nhuộm hữu cơ
○

○

○

Là loại laser có môi trường hoạt chất là
dung môi hữu cơ trong suốt kết hợp với
“chất nhuộm hữu cơ”.
Các chât nhuộm hữu cơ phát bức xạ có
băng thông rộng nên có thể nén thành các
xung siêu ngắn.
MTHT ở thể lỏng, thay đổi chất nhuộm cho
ta laser đặc tính mong muốn


II. Kĩ thuật quang phổ laser cực nhanh
(Ultrafast laser spectroscopy)
●

Fiber Laser- Laser sợi quang
○
○
○
○

Môi trường hoạt tính là sợi quang, với tạp chất là các ion
đất hiếm.
Chùm laser bó chặt trong sợi quang - thuận lợi cho việc
điều hướng vào mục tiêu thí nghiệm.
Ứng dụng được kỹ thuật tạo xung siêu ngắn do có khả
năng thực hiện kỹ thuật “khóa mode” (Mode-locking).
Nhỏ gọn và độ tin cậy cao. (Môi trường hoạt tính ở thể
chất dẻo và không yêu cầu hệ quang học dẫn hướng phức
tạp)


II. Kĩ thuật quang phổ laser cực nhanh
(Ultrafast laser spectroscopy)
●

Ví dụ: Femtosecond Pump-Probe Spectroscopy


II. Kĩ thuật quang phổ laser cực nhanh
(Ultrafast laser spectroscopy)
●

●

Nguyên lý của kỹ thuật đó là ta kích thích mẫu bằng
một xung bơm (Pump) mẫu thí nghiệm lên trạng thái
kích thích. Kèm ngay sau đó là 1 xung Probe cách xung
Pump một khoảng thời gian T có thể điều chỉnh.
Phổ hấp thụ của xung Probe phân tích được khi thu
nhận tại đầu thu (Detector) cho ta sự tồn tại của các
trạng thái kích thích trung gian cũng như mật độ của
chúng tại mốc thời gian T sau kích thích.


Đây là trang cuối cùng
Xin cảm ơn cô và các bạn đã theo giỏi