Menu danh mục sản phẩm

Lượt xem: 117

Ảnh hưởng của bán kính mặt thắt chùm tia laser lên sự ổn định của bẫy quang học sử dụng hai xung Gauss ngược chiều

Mã sản phẩm : 1493800108

10.000đ
Số lượng:

    MỞ ĐẦU
    Bẫy quang học (optical trap) hay kìm quang học (optical tweezer) là các thiết bị giam giữ các đối tượng nghiên cứu có kích thước cỡ nguyên tử: các hạt điện môi (dielectric nanoparticles), các nguyên tử sau khi đã bị làm lạnh bằng laser (laser cooling), hồng cầu, các tế bào lạ, ... Nguyên lý hoạt động của bẫy quang học dựa trên sự tác động của quang lực (optical force) lên các hạt có kích thước cỡ nanomet.
    Mục tiêu của bẫy quang học là ổn định được đối tượng nghiên cứu. Chất lượng của bẫy càng cao khi độ ổn định càng cao và vùng ổn định lớn thời gian ổn định dài. Quá trình ổn định này phụ thuộc rất nhiều điều kiện như: cấu hình của bẫy (structure), độ lớn của quang lực (magnitude of optical force), độ lớn của lực Brown (magnitude of Brown force), nhiệt độ chất lưu (temperature of fluid),  … Những vấn đề này không đề cập tới khi sử dụng các chùm laser liên tục. Tuy nhiên, để nâng cao quang lực, các laser xung có công suất lớn đã được áp dụng trong bẫy quang học và vấn đề ổn định theo thời gian cần phải quan tâm nghiên cứu.  Đây là những nội dung vẫn còn bỏ ngõ về cả lý thuyết và thực nghiệm.
    Hiện nay, có một số đề tài nghiên cứu cấp Nhà nước như: Chế tạo kính hiển vi laser quét đồng tiêu (Viện KHVN) ứng dụng nghiên cứu tế bào lạ, vi khuẩn,..; Nghiên cứu hệ làm lạnh quang từ (ĐH Vinh-Viện Hàn lâm KH Ba Lan) để làm lạnh nguyên tử,…là những đề tài cần đến quá trình ổn định các đối tượng nghiên cứu.
    Từ những năm 1970, Ashkin, đã có ý tưởng sử dụng chùm laser để giam giữ các hạt có kích thước cỡ micro và nano [7]. Từ đó đến nay nhiều công trình nghiên cứu về bẫy quang học và kìm quang học đã được quan tâm nghiên cứu [8, 9, 10, 11, 15]. Tuy nhiên, các nghiên cứu trên chỉ tập trung vào bẫy quang học sử dụng chùm laser liên tục có quang lực đạt cỡ hàng trăm pN, hay sử dụng một xung Gauss có độ rộng xung lớn hiệu suất bẫy không cao, chưa đề cập đến chuyển động nhiệt Brown của đối tượng nghiên cứu trong môi trường (hay chất lưu), hơn nữa chưa quan tâm đến độ lớn của vùng ổn định và thời gian ổn định,...
              Cho đến năm 2007 nhiều công trình trên thế giới đã công bố kết quả nghiên cứu về bẫy quang học, đặc biệt các kết quả sử dụng bẫy quang học nghiên cứu các đối tượng sinh, hoá học. Sử dụng bẫy quang nghiên cứu bạch cầu và hồng cầu trong trong tế bào sống [17, 19], nghiên cứu về hạt vàng nano [10]. Từ những kết quả nghiên cứu trên xuất hiện vấn đề cần đề cập là ảnh hưởng của các lực khác lên đối tượng nghiên cứu gây nên sự mất ổn định của mẫu.
              Những vấn đề trên cũng chưa được quan tâm nghiên cứu ở Việt Nam cả về lý thuyết, thực nghiệm và ứng dụng. Việc chưa có nhóm nghiên cứu nào quan tâm có thể do chưa thấy được đối tượng ứng dụng trong thực tế và những khó khăn về tài chính và thiết bị hiện đại. Sau khi Bộ KHCN có hướng nghiên cứu phát triển các thiết bị laser vào nghiên cứu y học, sinh học, đặc biệt là các kính hiển vi sử dụng laser và thiết bị làm lạnh nguyên tử, chúng tôi có ý tưởng nghiên cứu về bẫy quang học nhằm hỗ trợ cho các thiết bị trên. Trong nghiên cứu gần đây của nhóm tác giả thuộc Viện KH&CNQS và Trường ĐH Vinh  [13], chúng tôi đã chỉ ra rằng sử dụng một xung Gauss sẽ làm mất sự đối xứng của quang lực trong bẫy và sẽ gây nên mất ổn định của nó, đặc biệt là quang lực dọc (longitudinal force). Bẫy sử dụng hai xung Gauss truyền lan ngược chiều nhau sẽ loại trừ được hiện tượng không đối xứng lực dọc và sẽ nâng cao hiệu quả của bẫy quang học. Tuy nhiên, vẫn còn những vấn đề hết sức quan trọng ảnh hưởng đến quá trình ổn định của mẫu hay ổn định của bẫy, đó là: ảnh hưởng của quang lực thông qua năng lượng và độ rộng xung laser bơm, ảnh hưởng của môi trường chứa mẫu, ảnh hưởng của nhiệt độ, ảnh hưởng của chính kích thước, dạng và chiết suất mẫu. Đây là những vấn đề cấp thiết, khoa học và cập nhật đáng quan tâm nhằm mục đích (ổn định mẫu nghiên cứu) phục vụ cho việc ứng dụng các thiết bị Kính hiển vi laser quét đồng tâm (Confocal laser scanning microscopy) và Thiết bị làm lạnh quang học (Magneto-optical trap) đang được Bộ KHCN cho phép nghiên cứu trong hai đề tài nhà nước trong những năm 2009-2010.
    Vì các lí do nêu trên nên chúng tôi chọn đề tài là: “Ảnh hưởng của bán kính mặt thắt chùm tia laser lên sự ổn định của bẫy quang học sử dụng hai xung Gauss ngược chiều”. Mục tiêu của đề tài là khảo sát ảnh hưởng của bán kính mặt thắt chùm tia lazer nhằm đưa ra được các luận cứ có tính khoa học, phân tích các điều kiện để có thể ổn định được các hạt thủy tinh trong môi trường nước dưới tác động của bẫy quang học cấu tạo từ hai xung Gauss truyền ngược chiều nhau.
      Nội dung luận văn và kết quả nghiên cứu dựa trên phương pháp lý thuyết và mô phỏng: Trên cơ sở lý thuyết về tương tác laser với môi trường điện môi, lý thuyết chuyển động nhiệt Brown, lý thuyết về lực hấp dẫn, … đề tài sẽ mô phỏng quá trình động học của các hạt dưới tác động của các lực tương tác, chủ yếu là quang lực và lực Brown và khảo sát ảnh hưởng của bán kính mặt thắt chùm tia laser lên độ ổn định của hạt thủy tinh trong môi trường nước.
    Bố cục của luận văn trình bày trong ba chương.
     Chương I: Bẫy quang học,  giới thiệu một số khái niệm về  photon,  quang lực, chùm Gauss, xung Gauss, cấu trúc của bẫy quang học và một số ứng dụng của chúng.
    Chương II: Sự ổn định của bẫy quang học, trình bày về quá trình động học của hạt trong môi trường (fluid) thông qua phương trình Langevin có sự tham gia của các lực như: quang lực, lực Brown, trọng lực, đồng thời giới thiệu phương pháp mô phỏng bằng các công cụ tính toán và phần mềm chuyên dụng.
     Chương III: Trình bày một số kết quả khảo sát ảnh hưởng của bán kính mặt thắt chùm tia  laser lên quá trình ổn định của hạt  thủy tinh trong bẫy quang học cấu tạo từ hai xung ngược chiều, xây dựng các đường đặc trưng mô tả sự phụ thuộc của kích thước vùng ổn định và thời gian ổn định vào bán kính mặt thắt chùm tia laser.
    Để có mật khẩu (Password) tải file về vui lòng truy cập tại địa chỉ:  http://tailieukhoaluan.net/
    Mã sản phẩm: 1123 -------     Mức phí: 10.000 đồng

Sản phẩm liên quan

Đang cập nhật