ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HOC KHOA HỌC T ự NHIÊN
ĐỂ TẢI:
NGHIÊN CỨU HIỆU ỨNG QUANG HỌC PHI TUYẾN
PHÁT HÒA BA BẬC HAI TRÊN VẬT LIỆU TINH THE ZnSe.
MẢ SỐ: QT-03-06
CIIỦ TRÌ ĐỀ TÀI : TS. Nguyễn Thế Bình
CÁC CẢN DỒ TIIAM GIA: CN. Phạm Minh Hải
NCS. Hoàng Chí Hiếu
Hà nội 2004
Ũ Ĩ Í I Q L
1
BÁO CÁO TÓM TẮT
Đế tin :
NGH IÊN CỨU HIỆU ỨNG Q UA NG HỌC PHI TUYẾN
PHÁT H ÒA BA BẬC HAI TR ÊN VẬT LIỆU TIN H T HE ZnSe.
Mã số: QT-03-06
(1111 TRÌ ĐỂ TAI : TS. Nguyễn Thế Bình
CÁC CÁN BỎ TIIAM GIA: CN. Phạm Minh Mái
CN. Hoàng Chí Hiếu
1.Mục ticu clé tài:
A///1 til'll líìii dài:
■I Nghiên cứu khá lũmg sứ dụng hiệu ứng quang phi tuyến phát tần sỏ tổng SFG và hòa ba
bặc hai Si ICÌ như là một còng cụ quang phổ đế dò cấu trúc vật liệu, bề mật vật liệu và dao
iliọn của các vật liệu quang diện tử.
Mục ill'll trước mat:
t N” 11 ic11 cứu lí tlmyei và thực nghiệm hiệu ứng SHG trên tinh thê ZnSe. Cụ thê là:
- Xây dựng cư sớ lí [huyết cho việc ứng dụng hiệu ứng quang phi luyến SHG vào việc
kháo sát cáu ll úc bé mật linh thể bán dẫn ZnSe và một số tinh thế bán dẫn khác cùng
nlióm ilỏi xứng.
-Kháo sái Ilụrc nghiệm một số thuộc tính CÍ1U SHG trên dơn tinh thể và đa tinh the ZnSc.

này CÒI) rãI mỏi me và dòi hỏi các khảo sát khác nhau cho từng trường hợp dôi tượng cụ
I XiÌY (lựiiii li tlmyỡì linh toán và khiítì sái SIIG phản xụ trên bê mật dơn linh lhểZiiStả và
linh llic lập phtù/iiíỊ kliõniỊ có dôi xứiiíị tâm Hỏi clinnq . Tínli dôi xứng quay của SHG phản
.\ụ Il l'll hì' null doll linh thè ZnSe dã dựưc kháo sát trong dó có lính dển đón [ị Ị>óp cùa cá
Ill'll )\ì Ị ù' măt
Kỹ Iluiãt kháo sát bc mặt bằng SFG cliìi yếu dựa vào ý tướng là mỏi trường bé mặt và nền
nói chung có dối xứng cấu trúc khác nhau. Đối với mõi trường có dối xứng nghịch dáo
như lã kim loai hoặc Ge, Si đơn linh thể , S11G và SFG bị cấm trong nén nhưng cho phép
trcn bc mặt, khi dó Ún hiệu SHG và SFG hoàn toàn đặc trung cho bé mặt. Đối với mối
3
trường klióng có dối xứng tâm ,tín hiệu SHG và SFG đến từ bề mặt có thể là dóng góp của
cá nền và bề mặt, nó chỉ được dùng để dò bề mặt khi đống góp của bề mặt là vượt trội
lioặc lách biệt dược với dống góp cuả nền.
Vật liệu bán dần ZnSe là tinh thể lập phương không dỏì xứng tâm Nhiều tính toán lí
thuyết và thực nghiệm đã tiến hành như là xác định sự phụ thuộc góc tới của SHG từ nền
(lối với các tổ hợp khác nhau của góc phương vị và hướng phân cực, nghiên cứu các tổ
hợp các tính phân cực có thể của tia tới và ánh sáng SHG và các phương vị tinh thể mà ở
dó chi có (.king góp của bề mặt, tính toán sự phụ thuộc vào góc quay cùa cường dộ SIICi
hồ mãl (lối với các hể mặĩ chí số thấp (0 0 1 ), (110), (111) ,
Kéi (ịtiá kháo sát lí thuyết dối với mặt (001) cíia linh thế Zn.Se cho lliA'y đối với 3 cấu hình
(1VI’.

) (S,„-P

) (P,„-s,

) phân bố cường độ SH có dạng đỏi xứng C4v trong khi đối với
om hình ( vSM1-S,,ul ) tín hiệu SI 1C3 là không có.
Trong trường hợp cấu hình (P„,-I5,ul ) tại các góc 0,90,180 và 270“ SHG đăc trưng bề mặt là
rãi nhỏ . Tuy nhiên sự khác nhau về cường dộ giữa các pic mạnh và yếu là lõ rệt.

lỏi dã xây (.lựng mội hộ nhãn lán số Irén cư sứ linh thế KDP và ZnSe. Những tinh thể này
cần (lược clạl trẽn giá dỡ vi chính chính xác , có thể xoay dễ dàng để thay đổi định hướng
của linh thế , cho cường độ SHG tối ưu. Chùm laser tần số diều hưởng dược pliát ra từ
I.ISCI màu có th ế nhân dôi tần số bằng hệ nhân lần số laser này .
+ l.ập dường cong xác illnh ỊỊÓC ilịuli hướng tối ưu của tinli thê’ tlieo bước sóng laser sử
(lụiìiỊ
Với các bưức sóng (tàn sô') khác nhau góc phù hợp pha cùa liiệu ứng quang phi tuyốn là
khác nhau. Các thí nghiệm đã được tiến hành dể xác định góc dinh vị tối ưu của tinh thể
KDP vói các bước sóng khác nhau phát la lừ mộl laser màu. Đường cong lập được sẽ cho
phép sử dung dể dàng và hiệu quá thiết bị nhân dối tần số.
+ Xây tiựniỊ thiết bị (Ịiumỵ học pliân tách chùm laser cơ bàn và cliùm laser hòa ba bậc liai
hằn ụ Iiị' líhii’ kinh 1’cllin-Drocíi.
I ia laser cơ bán tán sô co và tia laser SH tần sô 2co cùng di ra theo một phương. Về
nguyên tắc chi cán một lãng kính đế tách tia SH khỏi tia cơ bản , luy nhiên khi đó tia SH
sò di lệch khỏi plurong ban đầu. Để thay đổi tần số (bước sóng) 1 aser sử dung mà không
bị tliay dổi phương dần đến thay đổi quang trục của hệ quang học đang nghiên cứu một
hộ lang kính Pellin-Broca đã dược xây dưng láp đặt.
+01 hủi báo K ll (tửng trên lạp chí \'N U Journal o f Science M athematics- Physics V ol.19
,N„4 I S (2003)
+01 Ihio Clio kltthi học ílãiiỊỊ kí yến liội hịịIiị Vội lý Chất rắn toán quốc lần thứ IV Núi
C(H 1 /nil nụuycit 11-2003
5
4. Tình hình sir dụng kinh phí
Tổng kinh phí dược cấp : 10 triệu
-Tién diện nước : 400 000 d
-Quán lí phí : 400 000 đ
-llỗ trợ dào lạo và NCK11 300 000 đ
-Time mướn : ] 000 OOOcì
-Chi Mghiẹp vụ chuyên môn: 6 ooơ 000 d
-I lọi imliị, hội iháo, cõng tác phí,

can be separated so that surface SMC) can become a useful method for studying compound
somicoiuluclors surfaces.
7
Among several semiconductors materials of zinc blend structure, ZnSe shows a high
nonlinear susceptibility and is chosen as typical material to study. In the other hand, ZnSe
has many applications in practice. ZnSe material is a wide band gap II-VI semiconductor
suitable for the development of blue diode lasers. Polycrystalline ZnSe is also suited as
nonlinear elements for autocorrelation measurements on short infrared laser pulses
Our matter of study is summarised as follows:
+IYep;wing basic theory for photonic probes of surface and intersurface by SHG and SFCi
+lixpei'imenUil and theoretical studies oi'SHG ill ZnSe crystals:
- Studying theory of surface SHG in singlecrystalline ZnSe
Invc.ligiiling 111C dependence of SIICJ intensity an llic orientation of the input electric
licit! and the orientation of the crystal
-Investigating properties of SHG and SFG from polycrystalline ZnSe in femtosecond time
scale.
+ Studying IO develop a laser frequency-doubling device by SHG for the laboratory.
Main results:
- Collecting update experimental and theoretical results on the field of surface probes by
Slid and SFG
-Preparing basic theory to observe the suiface-reflcction S1IC) on the surface of
singlecryslalline ZnSe. The rotation-angle dependence of the surface-reflection SHG from
singled yslalline ZnSe was studied. The calculations showed a four-fold symmetry of
the surface SHG intensity distribution for 3 configurations (Pj„-Pl,ut) (Pin'S ,U|) (S,n-Pm()
mciinwliile for (S,n-S,lul) the SH intensity is forbiden. Il ’s a good agreement with
experimental results.
- Dcicmiinmg (lie dependence of the SIIG intensity on the angle between electric field
;iikI crystal axis. Wlicn llic input electric field propagated along the [110] direction and
ihe single crystalline ZnSe was rotated about this crystal axis, the SHG oulput showed
periodic variation of intensity. For a polyciystalline ZnSe sample there is no influence of

.

.

ỉ ỉ
1. Dò bế mật và giao diện bằng SH G

.
15
2.Kli(i(> sát SH G phản xạ trên tinh th e Z n S e 17
.ì.Kliáo sát SIIG truyến qua tinh th e Z n S e
2/
3.1 SI ICi trôn đơn linh thể ZnSe

21
3.2 SI IG trẽn da linh thể ZnSe 22
3.3 SI 1G bới xung femto giây trẽn tinh thể ZnSe
23
■4 Xây (lụng liệ Iiháti tấn s ố laser bằng hiệu ứng quang ph i tuyến SĨIG 25
4. 1 Kháo sát định hướng tối ưu cúa tinh thế với bước sóng laser khác nhau

26
1.2 L;i|) ilạl hệ tách chùm lia bảng hệ lũng kính Pellin-Broca 27
5. Kết h u m 28
6.Lòi cám ưn
.

29
7.Tài liệu tliain k h ả o 29
8.Phụ lục

phi luyến bậc hai kliôtìg dược phép trong mỏi trường có đối xứng nghịch dào nhưng luôn
(lược pliép (IVI1 hề mặt hoặc giao diện vì ở dó tính dối xứng hị phá vỡ.
Phán xạ quang học phi tuyến từ bề mật lần đầu liên dưực nghiên cứu lí ihuyếl bỏi
Bloembcrgen từ 1962. Lí thuyết và quan sát tliực nghiệm lioà ba bậc hai do phản xạ từ các
mõi Irường băt đắng hướng và vật liệu có dối xứng tâm dã sớm được còng bổ từ những
năm 70. Mặc tlù vậy khả năng ứng dụng của SHG đế dò sát bề mặt ít được chú ý. Một
bước ngoặt quail trọng dó là khi tìm hiểu cơ chế vật lí cho quá trình tán xạ Raman lăng
1 1
Lường bé mặt (surface-enhanced Raman scattering, SF.RS)[M.Moskovits,J. Chem.Phys.
73,3023,(1980)1 người ta đã nhận ra rằng hiệu ứng trường cục bộ tăng cường bề mặt có
the làm cho SBRS cũng như SHG bề mặt có độ nhạy dò dưới đơn lớp Ị C.K. Chen,
Pliys.Rev.Lett 46,1983] Những phát hiện sau này đã kêt luận SHG từ một đơn lớp bề mặt
trẽn hầu liêì tất cả các bề mặt và giao diện hoàn toàn có thể dò dược thậm chí không cần
làng cường trường cục bộ. Từ dó SIIG trớ thành còng cụ nghiên cứu bề mặt. Với sự dóng
góp cũ a laze diều Inrớng bước sóng, SHG dược phát triển thành một cóng cụ quang phổ
học bỏ mặt, chẳng hạn có thổ dò dược cấu trúc diện lứ của một dơn lớp chất màu
Klintluniin 6 G liên dế thạch anh. Nhược diểin chính của SHG thể hiện khi cần tìm hiểu
dạc II ưng phan tứ. Đè dò các phân tứ hấp phụ trẽn bé mật cán khảo sát SHG ớ vùng hổng
ngoại trong khi khổng có nhân quang điện dộ nhạy cao trong vùng hồng ngoại.
Hạn che này dược khác phục băng cách dùng hiệu ứng SFG vùng hồng ngoại- nhìn ihíiy
( IVSI U- infrared-visible sum-lrequency generalion). IVSFG là một quá trình quang học
phi tuyến bạc hai Irong đó hai tia laze tới , một có tần số hổng ngoại (0 , , một có tần số
nhìn Iliãy Ci)j, lifting lác với nhau và phát ra một tín hiệu có tàn số tổng co = 0), +(02 trong
vùng phố nhìn tháy. Giỏng như SHG, IVSFG có độ nhạy dưới đơn lớp và có đặc thù bề
mạl cao. Tín hiệu SI G lừ bé mật giao diện sẽ dược tăng cường cộng hướng nếu (1), tiến
gần tới một dịch chuyến duo động phân tử trên bề mặt hoặc giao diện. Nhờ laze hồng
ngoai tán số diều hưởng, kĩ thuật này là lí tưởng đối với quang phổ học dao động bề mặt.
Thí nghiệm chứng minh đáu tiên được thực hiện năm 1987 bới X.D Zhu, Y.R Shen khi
thu phổ đao dòng của dơn lớp phân tử chất màu trẽn bể mặt tliuỷ tinh. Cường độ cộng
hướng sẽ dược tăng cường hơn nữa bàng cộng hướng điện tử khi tần số laze nhìn thấy 0>2

Polalizer
PMT
PMT
Sample
Ilình 1: Sơ đổ bò trí Ilií nghiệm
13
Mộl trong những mục tiêu của đề tài là tìm hiểu lý thuyêt , thu thập các số liệu
tliực nghiệm , nghiên cứu các khả năng ứng dụng hiệu ứng quang phi tuyên phát tần số
tổng SFG và hòa ba bác hai SHG .sử dụng hiệu ứng SFG và SHG như là một công cụ
quang phổ (iế dò cấu trúc vật liệu, bể mặt và dao diện của các vật liệu quang điện tử.
Vậi liệu dược chọn làm dối lượng nghiên cứu cụ thể là ZnSe .
Nlũrng năm gán dãy người ta quan tâm nhiều đẽn hợp chất bán dẫn vùng cấm rộng II-VI
the biẹt \i\ /iiSc ill) thuộc lính diện phái quang của I1Ó trong laze iliocle phát ánh sáng
Xitnl) blue-J!rcen.các tliiết bị này được chế tạo hằng cách nuôi ghép trên đế GaAs . Việc
iliay ihế Ga As bàng ZnSe có thể làm giám nồng dộ khuyết tạt vù làm tăng thời gian sông
thiếl bị, cái thiện thuộc tính laze dựa trên cơ sờ ZnSe. Các quan sát gần đây cho thấy
diode laze ZnSe/ZnCdSe nuôi trẽn đế ZnSe có tốc độ tăng trưởng khuyết tật nhỏ hơn
nliithi so với các lớp nuổi trẽn đếGaAs . Điẻu quan trong là phải tạo ra được các đế ZnSe
chái lương cao, có bề mặt trật tự xác định. SHC chính là một công cụ thích hợp đế nghiên
cứu ilối tượng này.
Ngoài la SI Kỉ trên da linli thế ZnSe còn có nhiều đặc tính rất thích hợp cho phép đo tự
lilting quail Umlocondutioii measurement) tlìmg liong các họ (lo xung laser cực ngắn
(uulocon'dalor)
lỉiệu ứng SHG còn là một phương pháp thuận tiện dê’ biến dổi tẩn số bức xạ laser. Để
liếp càn dược với nhiều ứng dụng khác nhau các laser trong phòng thí nghiệm cần có
nhiên hước sóng (tần số) thay dổi .Trẽn cơ sớ những nghiên cứu lý thuyết về hiệu ứng
quang phi luyến cluíng tỏi đặt ra một mục tiêu nữa là tiến hành thí nghiệm xây dựng một
họ nhãn tán số bức xạ laser hoàn chỉnh có lliể sir dụng dế nhân tần số trong vùng khả kiến
và hổng ngoại đi kèm với các laser màu và laser hồng ngoại hiện nay.
Tàt cá những lìm hiếu, khảo sát lí lliuyết và thực nghiệm này là cơ sớ để mò ra một

l\ trẽn inột đơn vị diện tích tạo bới điện trường trên bề mặt khảo sát.
Dáy là mõ hình 3 lóp trong <JÓ lớp có độ phân cực phi tuyến kẹp ở giữa với hằng số điện
mói í:' liên giao (liện (z=0). Điện trường bơm có thể viết dưới dạng:
I'"" cxp i(k"" .X) với k‘"'là vcc lơ sóng cúa chùm tia bơm tán số (ủ, = COI , (1)2.
I)ọ pluìn cực phi luyến cảm ứng trôn bé mặt cho bới công thức :
P(X.I) - ps (7.) .fi(z) .cxp i(kn„. X - fit). (2)
Trong dó : kn , là vectơ sóng mò tà sự biển thiên trong không gian của độ phân cực phi
tuyên (lên hề mặt ,
k"„ = k“'„ + k“í// (3)
và (lộ lớn của veclơ dộ phân cực phi tuyến Psn tính theo độ cảm phi tuyến bể mặt là:
l's“ =x‘21 ( íì). K“' E“2. (4)
Trong lọa độ Đê-cac có tliẽ viết :
(5)
trong dó tổng dược lấy theo chi số lặp lại.
Bức xạ phát ra bới quá trình phi tuyến này sẽ truyền cả vào môi trường 1 và 2. Hướng của
sóng bức xạ sẽ phụ thuộc vào hai hệ thức. Thứ nhất đó là hệ thức bảo toàn môirien (3) dối
với các thành phân song song cúa vectơ sóng trên bé mặt. TỊiứ hai là hộ thức tán sác đối
với bức xạ phi tuyến truyển vào các môi trường l và 2 :
kn . kn = £( Q).(Q/c)2. (6 )
Các pi (3) và (6 ) áp dụng cho bất ké sơ đồ kích thích nào. Các chùm kích thích khống
nhài thiết phái đồng trục hoặc nằm trẽn cùng mặt phảng tới. Trườg hợp thông thường khi
cá hai tia bơm cùng Iiảin trong mặt pháng tới, vectơ sóng SF cũng nằm trong mật phắng
này. Kí hiệu các góc tới tương ứng bằng 0
sill 0 “ = ~ s i n ớ wl + ^ r s\nO"’2 (7 )
k k n
16
I lệ thức này được xem là khái quát hóa của dịnh luật Snell. Đỏi với trường hợp phát SHG
với một chùm tia bơm tần số 0 3 và góc tới U<J ta có:
( 8 )
Nếu bó qua tán sắc £(G))=£(2o)) thì ỡ 2m = ỡ ,u .

LÚC trục nùy.
z
Ilình 3: Mô hình khảo sát tính dói xứng quay cùa SHG bề mặt.
Mội tập hợp các vec tơ đơn vị (s,k,z) cho chùm sáng tới được xác định như sau:
s, k nám Irên mặi linh ihể, tưưng ứng vuông góc và song song với mặt pháng tới và z =z’
là pháp tuyến bề mặt.
■V
x' sinợ> -COSẹ 0
x'
k
= Ro
y'
=
COSỘO sin^ 0
y'
z
7'
0 0
1
z'
ớ (My (p là góc giữa k và x' ,góc phương vị. Các yếu tố len xơ X được viết trong tọa độ
(s,k,z). Độ phân cực phi tuyến bậc 2 đối với mặt tùy ý của tinh thể dưới tác dụng của tia
laser tới có góc phương vị (p là:
C " v > = E £ ; r £ W ’- £ r (11)
Trong đó i,l,m chạy qua s,k và 7
Các thành phần diện trường của tia cơ bản đến mỏi trường được phân thành các thành
phẩn phân cực loại s và p.:
Es = E0, ,ts, Ek = f, .E0,, .tp, E, = f, .Eop .tp (12)
ứ đíiy ls và t là các l)ệ số Frcsnel ; fc và fs dưực xác dịnh sao cho nếu chiết suất n
là Iluíc thì fc và |'s đơn giản là cosin và sin của góc khúc xạ.

CMHK)5
I(F,„ - lJOUt)
0 uoos
1(S,„ - p

)
0.0005
I(S,„ - P J
90 1 HO 270 360
0 90 180 270 360
0.0005
1<P,„ - S,J
0.0005
I(P,„ - s„ J
3a 3b
Hinli 4: Sự phụ tluiộc vào góc quay của cường độ SHG lừ bé mat (001) của tinh thể ZnSe.
Góc tới ũ =60". hước sóng ánh sáng lới 532nm.
a- Chỉ lính đến dò cám phi tuyến cùa nén riêng của nển
b- Tính tliẽm độ cám phi tuyến bể mặt với x'2'sík =-0,04. =-0,04
20
3 Kháo sát một sỏ thuộc tính của SHG trong tinh thể ZnSe
3.1 SHG trên đơn tinh thể ZnSe
Nlut dã phân tích ở trẽn , độ phân cực phi tuyến gây nên SHG được xác định bời tenxơ
ílộ cám phi luyến và dược viết dưới dạng:
Với x%k “ ■ Các yếu tố ten xơ d1Jk được gọi là hệ số độ cảm phi tuyến bậc hai hay
là hệ số SHG
Vi trong biếu thứcC 16) I£j“ Ek“ = EJk“ Ej“ . nên các hệ số này tuân theo hệ thức đối xứng:
d1Jk Dicu này làm giùm sò yc’u lở' độc lập trong ten xơ SIIG từ 27 yếu tó xuống còn
18 và cho phép kí hiệu vắn tắt như sau:
d'1Jk =djm. Với m = 1 2 3 4 5 6

SI Ki Iilurng không có phù liựp pha cliíuh xác vì không phái lưỡng chiết và tán sắc bình
thường. Tuy Iihiẽn sự khác nhau về chiết suất giữa tia cơ bản và tia SH là nhỏ nên độ dài
kel hợp clú lớn dế phái SHG. Các nghiên cứu [6 ] cho thây ZnSe có các thông số sau:
clu [\0-'2v -'m \
«10.6,» A»
ZnSe
78 ±29 2,4825 2,4028 0,0257 206
Mặc dù không có phù hợp pha chính xác nhưng SHG trong đơn tinh thể phụ thuộc nhiều
vào sự định hướng của điện trường tia cơ bản với sự định hướng của tinh thể. Cần phủi
klúio sát xác dị nil sự định hướng của tinh thể để có dược SHG tỏí ưu.
Khi cho tia laser truyén dọc theo hướng [110J của đơn tinh thể ZnSe và xoay tinh thể
quanh irục này, cường dộ SHG thay đổi rõ rệt. Kết quá trên hình 5a dược thưc hiện với
laser C02 bước sóng 10,6|jm , xung 100ns, năng lượng xung 300mJ, tinh thế ZnSe độ dày
3mm. Cường độ SHG biến thiên tuần hoàn khi xoay tinh thể quanh trục là phương truyến
cùa tia lới .
3.2 SH(Ỉ trên đa tinh thè ZnSe
Vặi liệu đa tinh thể được cấu tạo bời vô -Số các hạt dơn tinh thể nhỏ. Sự định hướng của
các dơn tinh thể này là ngầu nhiên trong đa tinh thể. vể nguyên tắc để xác định SHG
trung bình phát ra từ các vi dơn tinh thể này ta phải xét đến sự định hướng của chúng đối
với diện trường của tia cơ bản và định hướng của các hạt đơn tinh thể với nhau.
Đa linh thế ZnSe chế tao bang phương pháp CVD, gổin nlũrng hạt đơn linh thể nhỏ .kích
ihtróc gần hằng nhau vào cỡ 50-70 |.im [7], Kích thước này là nhò hơn độ dài kết hơp 1 .
Du đó sự đóng góp của chúng vào SHG trong đa tinh thế chi còn phụ thuộc vào sư định
Inrớng của cluing. Do sự định hướng này là ngẫu nhiên nên khi xoay da tinh thể quanh
trục là phương truyền cúa tia laser tới , cường độ SHG hầu như không dổi và có dạng như
liên hình 5b. Việc cường độ SIIG hầu như không phụ thuộc định hướng cùa tinh thể làm
22
cho da linh the ZnSe trở thành một vật liệu phi tuyến thích hợp cho plicp đo tự lương quan
Irong autocorrelalor và <Jễ dàng thiết kế dể nhàn tần số bằng SHG khi cẩn thiết.
Cương độ tương đối

hơn, chúng tỏi dã thay mẩu đa tinh thể hằng mẫu dơn tinh thể ZnSe và chỉ khảo sát sự
pliál [lòa ba bậc hai SI1G .Kết quá rất lluì vị là ớ một vị Irí dị nil hướng Ihícli hợp của dơn
(inh thú /nSc [III) dã xuất hiện vòng tròn hòa ba bậc hai (SHG ling pattern).
Vị III ilịnh htrớng lối ưu của linli tliê nhận ílirợc ứng với góc quay 15" quanh trục
lỉiáng tiling so với vị Irí ban đầu cliiếu tỉa laser vuông góc với bề mặt tinh thể.
f
h
■ ' • :.v . X
H ình (>:
ti- SI Ki íhrỡi ilíiniỉ cúc cluím iihiiỊ plìủtì lún
l>-\ 'ònỵ li on SI G (5t>Vnin) bén canh cúc clníin siuiịỊ Slti Ịiliãi ru lừ (lu linh ilicZnSe
('■ 1 'íi/iíỊ tròn SHG (618nm) phát 1(1 lừ (lon tinli rhẽ ZnSe
24
Góc côn cúa hình nón tạo bới hình Iròn và điếm lối ra cúa tín hiệu SHG trẽn bé
mặt linh thể là 44°. Vòng tròn SHG chỉ xuất hiện trong phạm vi 6" xung quanh vị trí tối ưu
nói Ilẽn. Các vòng tròn SHG và SFG này chỉ xuất hiện khi công suất laser lớn hơn một giá
(l ị xác clịnli và phụ ihuộc rất mạnh vào công suất tia laser tới (tia cơ bản).
Chúng tỏi dã tiến hành tìm hiểu nhiều lí thuyết của các tác giả khác nhau , rà soát
lại các nghiên cứu từ trước dến nay về SHG trên tinh ihể ZnSe. Các kết quả nghiên cứu
chi tiết và giái thích được trình bày trong báo cáo hội nghị vật lí chất rắn toàn quốc lần IV
Thái nguyên, 11-2003( xem phụ lục).
4. Xây dựng hệ nhân tần sỏ laser bằng hiệu ứng quang phi tuyến.
Đẽ mớ rộng khả nâng ứng dụng của laser trong nhiều lĩnh vực khác nhau người ta
can thay dổi hước sóng ( tần số quang học) của tia laser . Một mục ticu cùa đề tài là
nghiên cứu xây dựng một hệ biến dổi tẩn số laser trong vùng hồng ngoại và khả kiến.
Tinh llìế ZnSe là một vật liệu quang phi tuyến thích hợp để nhân tần số trong vùng hồng
ngoại bàng hiệu ứng SI ỈG. Các laser hồng ngoại thường có bước sóng cố định hoặc thay
(lổi trong vùng phổ hẹp. Đế có được tia laser hồng ngoại bước sóng biến đổi dược người ta
llnrờng dùng hiôu ứng quang phi tuyến như máy phát thông số OPO, máy khufi'ch dại
lliồiig sỏ OPA và hiệu ứng phát hòa ba bậc hai SHG Để nhân tần số laser màu trong