Quang phi tuyến - Sự hấp thụ hai photon

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TP HỒ CHÍ MINHKHOA VẬT LÝ BỘ MÔN VẬT LÝ ỨNG DỤNG Sự Hấp Thụ Hai Photon Ánh Sáng Học viên: HOÀNG VĂN ANH... Số hạng P = ε0eE3 tương ứng quá trình tán xạ p

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TP

HỒ CHÍ MINHKHOA VẬT LÝ

BỘ MÔN VẬT LÝ ỨNG DỤNG

Sự Hấp Thụ Hai Photon Ánh Sáng Học viên: HOÀNG VĂN ANH

Số hạng P = ε0eE3 tương ứng quá trình tán xạ photon có thể phát bức xạ do độ phân cực phi tuyến:

Công suất mất mát do môi trường:

tỷ lệ với E4 tương ứng với quá trình hấp thụ hai photon vì cường độ quá trình hấp thụ một

Khi có trường bức xạ với tần số ω tương tác:

H = H0 + HB(t)

Yếu tố ma trận của toán tử nhiễu loạn:

Xác suất tìm hệ ở trạng thái uk, ở thời điểm t sẽ

• Trong đó:

Thay vào phương trình trên ta có:

• Hấp thụ cộng hưởng xảy ra khi: ωkm = 2ω và biểu diễn bằng số hạng thứ 2.Bình phương modun số hạng 2 ta có:

2 (2)

• Đưa vào hàm mật độ xác suất: ρ(ω)

• Khi đó xác suất dịch chuyển vào trạng thái k:

• Sự có mặt của mức n, mà năng lượng của nó bằng ½(Wk – Wm) tức là ωnm = ω,thì xác suất dịch chuyển hai lượng tử sẽ rất lớn

2 2

• Như vậy xác suất dịch chuyển m→k tỷ lệ với E 4 hay tỷ lệ với bình phương năng lượng của trường.

2 2

2PE Spectra

2ω

ω

One-photon absorption

660 nm, 2.3 mW Two-photon absorption

920 nm, 300 fs, 4.2 mWHiệu quả quang trị liệu.

Tw o-Photon A bsorption

Một số chất quang phi tuyến.

Tên công thức hóa học và bước sóng hiệu dụng

Sternberg et al, Tetrahedron 1998, 54, 4151

Kawata et al, Nature 2001, 412, 697

Two-Photon Absorption in Silicon

Photodiode

TPA is observed when: 1100 nm < λ < 2200 nm

Kính hiển vi TPA

Single photon

imaging

Two photon imaging (works even under the surface!)

focus

TPA Measurements in

Intensity

of light

Open aperture Z-scan, TPA measurements

TPA microscopy

Beam shaping optics

Spectrometer Sample

Photomultiplier tube

Or CCD camera

Emission Pickup Optics And Filters laser light (700-1000 nm)

TPA Applications

• 3D bộ nhớ quang học.

• Tạo cấu trúc quang 3D và toàn kí 3D

• Điều khiển từ xa và hi-res imaging

At depth 1 At depth 2