Luận án Nghiên cứu đặc trưng tán sắc của sợi tinh thể quang tử mạng lục giác đều được thẩm các chất lỏng định hướng ứng dụng trong phát siêu liên tục

Tên luận án:

NGHIÊN CỨU ĐẶC TRƯNG TÁN SẮC CỦA SỢI TINH THỂ QUANG TỬ MẠNG LỤC GIÁC ĐỀU ĐƯỢC THẨM THẤU CÁC CHẤT LỎNG ĐỊNH HƯỚNG ỨNG DỤNG TRONG PHÁT SIÊU LIÊN TỤC

Ngành:

QUANG HỌC

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án Tiến sĩ này, mang tên "NGHIÊN CỨU ĐẶC TRƯNG TÁN SẮC CỦA SỢI TINH THỂ QUANG TỬ MẠNG LỤC GIÁC ĐỀU ĐƯỢC THẨM THẤU CÁC CHẤT LỎNG ĐỊNH HƯỚNG ỨNG DỤNG TRONG PHÁT SIÊU LIÊN TỤC," tập trung vào việc khám phá các đặc tính của sợi tinh thể quang tử (PCF) cho ứng dụng phát siêu liên tục (SG). Nghiên cứu bắt đầu bằng việc tổng quan về PCF và mô hình vật lý cho SG, cùng với các tính chất vật lý của silica và các hợp chất thơm như toluen, nitrobenzen và benzen.

Một phần trọng tâm của luận án là thiết kế cấu trúc PCF bằng phần mềm Lumerical Mode Solutions. Các cấu trúc này sử dụng vật liệu nền silica, lõi rỗng được thẩm thấu các hợp chất thơm, và lớp vỏ bao gồm tám vòng lỗ khí sắp xếp theo mạng lục giác đều với đường kính lỗ khí có thể điều chỉnh. Luận án đã nghiên cứu ảnh hưởng của bước sóng và các tham số cấu trúc (đường kính lỗ khí, thừa số lấp đầy, hằng số mạng) lên các đại lượng đặc trưng của PCF như chiết suất hiệu dụng, diện tích mode hiệu dụng, tán sắc và giam giữ mất mát. Từ đó, các cấu trúc PCF tối ưu đã được xác định dựa trên đặc trưng tán sắc để ứng dụng hiệu quả trong SG.

Cụ thể, nghiên cứu đã xác định được hai cấu trúc tối ưu cho PCF-T (Toluenn), ba cấu trúc cho PCF-B (Benzen) và ba cấu trúc cho PCF-N (Nitrobenzen) với các tham số mạng và thừa số lấp đầy cụ thể. Đối với PCF-T, luận án đã tạo ra SG kết hợp mở rộng trong vùng bước sóng từ 1,0 µm đến 1,7 µm trong các mẫu sợi dài 4 cm sử dụng laser sợi femto giây chuẩn. Đối với PCF-N, khả năng mở rộng SG kết hợp đã được chứng minh với các dải phổ từ 0,8 µm đến 2,3 µm, tùy thuộc vào cấu trúc sợi, với năng lượng xung trong khoảng 0,06 nJ đến 0,5 nJ và độ rộng xung 90 fs hoặc 120 fs. Quá trình SG được hình thành rất nhanh, trong vòng centimet đầu tiên của sợi, thuận tiện cho việc sử dụng các đoạn sợi ngắn.

Luận án cũng đề xuất một số PCF mới có chi phí thấp để tạo ra SC. Các cấu trúc PCF-B tối ưu, khi được bơm bằng xung có bước sóng trung tâm 1560 nm và độ rộng xung 90 fs, cho thấy khả năng tạo SG với dải phổ rộng (ví dụ, từ 600 nm đến 3500 nm với động lực học 30 dB cho xung 2,0 nJ). Kết quả tổng thể khẳng định rằng các nguồn sợi SG được đề xuất là một giải pháp thay thế hấp dẫn so với các sợi lõi thủy tinh truyền thống, nhờ vào tính phi tuyến cao đáng kể của nitrobenzen so với silica.

Mục lục chi tiết:

• Chương 1. Tổng quan về sợi tinh thể quang tử và mô hình vật lý cho SG.

• Chương 2. Nghiên cứu các đại lượng đặc trưng của PCF lõi rỗng thẩm thấu các hợp chất thơm.

• Chương 3. Nghiên cứu SG trong các sợi tinh thể quang tử lõi rỗng thẩm thấu hợp chất thơm.