Thông tin Đề tài

Tên đề tài Nghiên cứu và phát triển hệ laze tử ngoại sử dụng tinh thể Ce:LiCAF, định hướng ứng dụng trong nghiên cứu môi trường
Mã số đề tài VAST01.03/20-21
Cơ quan chủ trì (Cơ quan thực hiện) Viện Vật lý
Thuộc Danh mục đề tài Hướng Công nghệ thông tin, điện tử, tự động hóa và công nghệ vũ trụ (VAST01)
Họ và tên PGS.TS. Phạm Hồng Minh
Thời gian thực hiện 01/01/2020 - 31/12/2021
Tổng kinh phí 600 triệu đồng
Xếp loại Xuất sắc
Mục tiêu đề tài

- Nghiên cứu các quá trình động học của các laser tử ngoại sử dụng tinh thể Ce:LiCAF.
- Nghiên cứu phát triển hệ laser tử ngoại điều chỉnh liên tục bước sóng, độ rộng phổ hẹp và khả năng khuếch đại xung laser tử ngoại.
- Bước đầu ứng dụng các xung laser tử ngoại trong nghiên cứu môi trường tại Viện Vật lý.
- Đào tạo nhân lực khoa học chất lượng cao cũng như thúc đẩy các hợp tác quốc tế.

Kết quả chính của đề tài

Về khoa học: 01 hệ laser tử ngoại Ce:LiCAF;
02 bài báo trên tạp chí SCI-E
03 bài báo trong Kỷ yếu Hội nghị khoa học chuyên ngành
Về ứng dụng: Bước đầu ứng dụng hệ laser tử ngoại đã phát triển được trong nghiên cứu môi trường.

Sản phẩm của đề tài:

- 01 hệ laser tử ngoại Ce:LiCAF được bơm quang bằng laser Q-switch Nd:YAG (266 nm, 10Hz) có vùng điều chỉnh bước sóng từ 280 ÷ 300 nm, độ rộng vạch phổ laser: Δλ ≤ 0,5 nm (FWHM), năng lượng xung tới 5,40 mJ; độ rộng xung < 1 ns; độ ổn định năng lượng ± 5%; độ phân kỳ ≤ 5 mrad; Kích thước 0,6 x 1,2 m (không kể laser bơm).

- Các bài báo đã công bố (liệt kê)
1. Diep Nguyen Van, Marilou Cadatal-Raduban, Duong Van Pham, Tu Xuan Nguyen, Thu Vu Van, Minh Hong Pham, Tunable dual wavelength and narrow linewidth laser using a single solid-state gain medium in a double Littman resonator, Optics Communications, ISSN: 0030-4018, 496, 2021, pp. 127131 (IF=2.51).
2. Marilou Cadatal-Raduban, Kohei Yamanoi, Minh Hong Pham, Takaya Taniguchi, Xi Yu, Nobuhiko Sarukura, Shingo Ono, Effect of doping distribution on the lasing performance of a cerium-doped, Journal of Crystal Growth, ISSN: 0022-0248, 2021, 574, pp. 126326 (IF=1,86).
3. Phạm Văn Dương, Nguyễn Văn Điệp, Nguyễn Xuân Tú, Nguyễn Xuân Quyết, Nguyễn Thành Công, Lê Cảnh Trung, Phạm Hồng Minh, Nghiên cứu động học phát xạ băng hẹp, điều chỉnh bước sóng của laser tử ngoại Ce:LiCAF sử dụng cách tử, Kỷ yếu Hội nghị Vật lý Thừa Thiên Huế 2021, ISBN: 978-604-974-905-6, trang 12-17.
5. Phạm Văn Dương, Nguyễn Văn Điệp, Nguyễn Xuân Tú, Phùng Việt Tiệp, Phạm Hồng Minh, Nghiên cứu và phát triển các hệ laser tử ngoại rắn sử dụng tinh thể Ce:LiCAF, Tuyển tập báo cáo Hội nghị Khoa học 45 năm Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, 2020, ISBN:978-604-9985-06-5, trang 81-88.
6. Nguyễn Văn Điệp, Phạm Văn Dương, Nguyễn Ngọc Anh, Vũ Văn Thú, Phạm Hồng Minh, Phát đồng thời hai bức xạ laser tử ngoại đơn sắc điều chỉnh liên tục trên một dải phổ rộng với tinh thể Ce:LiCAF, Tuyển tập báo cáo Hội nghị Khoa học 45 năm Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, 2020, ISBN:978-604-9985-06-5, trang 89-96.
- Đào tạo:
•    Nghiên cứu sinh Phạm Văn Dương, bảo vệ luận án “Nghiên cứu các tính chất động học và phát triển hệ laser rắn tử ngoại sử dụng vật liệu pha tạp ion Ce3+”cấp Học viện KH&CN ngày 15/7/2021, đã nhận bằng Tiến sĩ 5/2022.
•    Nghiên cứu sinh Nguyễn Văn Điệp ((2018-nay), tên đề tài luận án “Nghiên cứu động học khuếch đại các xung laser tử ngoại 280-320 nm định hướng ứng dụng trong Kỹ thuật Lidar”, hỗ trợ đào tạo.
•    Thạc sĩ Nguyễn Xuân Quyết (2021), tên luận văn: “Nghiên cứu việc phát các bức xạ laser tử ngoại đơn sắc và điều chỉnh bước song trong giải phổ rộng sử dụng tinh thể Ce:LiCAF”, đã tốt nghiệp.

Những đóng góp mới

- Bằng mô phỏng lý thuyết, đã nghiên cứu tường minh quá trình phát và khuếch đại cho cả hệ laser Ce;LiCAF phát băng rộng, băng hẹp và phát đồng thời hai bước sóng laser. Sử dụng các thông số laser từ hệ thực nghiệm đã phát triển để mô phỏng các đặc trưng tán xạ laser tử ngoại lên các hạt sol khí phổ biến trong khí quyển ô nhiễm.
- Bằng thực nghiệm, đã phát triển thành công hệ phát và khuếch đại laser băng rộng và băng hẹp, điều chỉnh liên tục bước sóng trong một dải phổ rộng sử dụng tinh thể Ce:LiCAF được bơm bằng hòa ba bậc bốn của laser Nd:YAG ở bước sóng 266 nm.
- Đã khảo sát ảnh hưởng của nồng độ pha tạp ion Ce3+ lên hiệu suất phát quang cũng như hiệu suất laser để từ đó có thể tối ưu nồng độ pha tạp cho các nghiên cứu tiếp theo.

Kiến nghị

Đề tài hoàn thành tốt các mục tiêu và nội dung nghiên cứu đã đăng ký. Kinh phí đã được sử dụng đúng theo quy định. Chúng tôi mong muốn Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam tạo điều kiện cũng như cấp thêm kinh phí cho chúng tôi thực hiện các nghiên cứu và ứng dụng mở rộng cho hệ laser tử ngoại Ce:LiCAF đã được phát triển.

Ảnh nổi bật đề tài
1669259892408-132.png