I. Giới thiệu về xung laser cực ngắn
Xung laser cực ngắn, với độ dài xung chỉ vài femto giây, đã trở thành một công cụ quan trọng trong nghiên cứu quang học phi tuyến. Xung laser này có khả năng tạo ra các hiện tượng phi tuyến trong môi trường khí, đặc biệt là trong khí Argon. Việc mở rộng phổ của xung laser là cần thiết để tạo ra các xung ngắn hơn, từ đó nâng cao khả năng phân tích và ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như quang phổ phân giải thời gian và phân tích ô nhiễm môi trường. Sự lan truyền của xung laser cực ngắn qua môi trường khí có thể tạo ra plasma, một hiện tượng được gọi là filamentation. Hiện tượng này không chỉ phụ thuộc vào cường độ của xung laser mà còn vào áp suất và điều kiện hội tụ của khí. Nghiên cứu này nhằm mục đích phân tích và hiểu rõ hơn về các đặc trưng phổ của xung laser trong khí Argon.
II. Phương pháp thực nghiệm
Nghiên cứu được thực hiện bằng cách sử dụng laser Ti:sapphire với độ rộng xung khoảng 40 fs và công suất trung bình 180 mW. Khí Argon được bơm vào ống khí ở áp suất tối đa 2 atm. Các thí nghiệm được tiến hành tại Phòng thí nghiệm Quang phổ laser, Trung tâm Hóa học tương lai, Đại học Kyushu, Nhật Bản. Phương pháp thực nghiệm bao gồm việc đo đạc cường độ và phổ của xung laser khi nó đi qua khí Argon. Các số liệu thu được sẽ được phân tích để xác định sự mở rộng phổ và các hiện tượng phi tuyến xảy ra trong quá trình lan truyền. Việc sử dụng công nghệ laser hiện đại cho phép nghiên cứu sâu hơn về các quá trình như ion hóa và tự hội tụ trong môi trường khí, từ đó cung cấp những hiểu biết mới về quang phổ của xung laser cực ngắn.
III. Kết quả và thảo luận
Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng xung laser cực ngắn khi truyền qua khí Argon không chỉ mở rộng phổ mà còn tạo ra các hiện tượng phi tuyến như tự biến điệu pha (SPM) và tự hội tụ. Sự mở rộng phổ này có thể được sử dụng để nén xung laser, từ đó nâng cao khả năng phân tích trong các ứng dụng quang phổ. Các số liệu thực nghiệm cho thấy rằng áp suất của khí Argon có ảnh hưởng đáng kể đến độ rộng của phổ. Sự ion hóa cũng đóng vai trò quan trọng trong việc thay đổi chiết suất của môi trường, dẫn đến sự dịch tần số và kéo dài thời gian của xung laser. Những phát hiện này không chỉ có giá trị trong nghiên cứu lý thuyết mà còn có ứng dụng thực tiễn trong các lĩnh vực như phân tích hóa học và vật liệu, mở ra hướng đi mới cho các nghiên cứu tiếp theo trong lĩnh vực quang học phi tuyến.
