MẢNG KÌM QUANG HỌC BIẾN ĐIỆU QUANG - ÂM
Quang học (Mã số: 62.44.01.09) thuộc lĩnh vực Vật lý
Luận án "Mảng kìm quang học biến điệu quang - âm" giải quyết hạn chế của các hệ kìm quang học hiện có, vốn thường cố định, phức tạp về cấu hình quang-cơ và thiếu linh hoạt trong điều khiển vi hạt đồng thời trong không gian ba chiều. Đề tài đề xuất và nghiên cứu một mảng kìm quang học động dựa trên mảng vi thấu kính biến điệu quang-âm.
Nội dung nghiên cứu tập trung vào việc khảo sát sự hình thành mảng vi thấu kính trong môi trường quang-âm biến điệu bằng sóng âm, đánh giá các điều kiện hoạt động của mảng kìm và nghiên cứu quá trình sàng vi hạt. Phương pháp nghiên cứu bao gồm phân tích lý thuyết và mô phỏng bằng toán học và phần mềm máy tính.
Luận án đã đề xuất mô hình lý thuyết mảng vi thấu kính động trong môi trường quang-âm Ge33As12Se33, sử dụng hai sóng âm truyền lan vuông góc. Mô hình này cho phép điều khiển linh hoạt các tham số của vi thấu kính như hằng số mảng, đường kính mở và tiêu cự trong vùng micromet bằng cách thay đổi tần số sóng âm (200÷500MHz) và cường độ (1.10^3÷3.10^3 W/m²).
Kết quả nghiên cứu cũng phân tích và đề xuất bộ tham số thực nghiệm để thiết kế mảng kìm quang học sử dụng tinh thể vô định hình Ge33As12Se33 hoặc bán dẫn GaAs. Hệ thống này có khả năng bẫy và điều khiển 2D, 3D các vi hạt polystyrene có kích thước từ 10nm đến 5000nm nhúng trong nước, sử dụng chùm laser công suất cực đại 2,5W. Quang lực tác động lên vi hạt được chứng minh là lớn hơn đáng kể so với lực Brown (khoảng 100pN dọc và 1pN ngang so với 10^-20 N), đảm bảo khả năng giam giữ hiệu quả. Luận án khẳng định khả năng sàng vi hạt trong không gian 3D bằng cách điều khiển tần số và pha ban đầu của sóng âm, với công suất laser trung bình lớn hơn 2,5W cho vi hạt lớn hơn 10nm và tần số trên 200MHz.