Your browser does not support JavaScript!

Αρχική    Δράση random laser σε νανοϋβρίδια οξειδίου του ψευδαργύρου (ZnO)  

Αποτελέσματα - Λεπτομέρειες

Προσθήκη στο καλάθι
[Προσθήκη στο καλάθι]
Κωδικός Πόρου uch.physics.msc//2005stassinopoulos
Τίτλος Δράση random laser σε νανοϋβρίδια οξειδίου του ψευδαργύρου (ZnO)
Συγγραφέας Στασινόπουλος, Ανδρέας
Περίληψη Τα τελευταία χρόνια παρατηρείται έντονο ερευνητικό ενδιαφέρον για την ανάπτυξη νέων υλικών με πιθανές εφαρμογές σε διάφορους τεχνολογικούς τομείς. Σε αυτή την κατηγορία νέων υλικών ανήκουν τα φωτονικά υλικά που παρουσιάζουν ενδιαφέρουσα συμπεριφορά κατά την αλληλεπίδρασή τους με την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία και αποτελούν σημαντικό αντικείμενο μελέτης σε επίπεδο σύνθεσης, κατασκευής, μελέτης ιδιοτήτων και εφαρμογών. Στην ευρύτερη κατηγορία των φωτονικών υλικών εντάσσονται και τα συστήματα που περιγράφονται με τον όρο random laser τα οποία έχουν προσελκύσει το ενδιαφέρον της ερευνητικής κοινότητας την τελευταία δεκαετία. Για την εκδήλωση του φαινομένου της δράσης random laser συνδυάζονται φαινόμενα σκέδασης και ενίσχυσης, απαιτείται επομένως σύστημα με υψηλό συντελεστή σκέδασης αλλά και με σημαντική οπτική απολαβή. Κατά την οπτική διέγερση ενός τέτοιου μέσου παρατηρείται χωρικός εντοπισμός του φωτός λόγω της έντονης σκέδασης, ενώ παράλληλα η ύπαρξη τυχαίων (random) μικροκοιλοτήτων έχει ως αποτέλεσμα την ενίσχυση της εκπεμπόμενης ακτινοβολίας λόγω απολαβής. Ένα σύστημα random laser παρουσιάζει χαρακτηριστικά πηγής λέιζερ, καθώς παρατηρείται συμπεριφορά κατωφλίου στην εκπεμπόμενη ένταση, φασματική όξυνση και συμφωνία. Σημειώνεται ότι λόγω σκέδασης δεν παρατηρείται κατευθυντικότητα (random). Για την πιο ολοκληρωμένη ερμηνεία του φαινομένου είναι απαραίτητη η κατανόηση τόσο των φαινομένων σκέδασης ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, όσο και των μηχανισμών δράσης λέιζερ. Σε αυτή την εργασία μελετάται η δράση λέιζερ σε συστήματα που απορροφούν και σκεδάζουν ισχυρά την οπτική ακτινοβολία. Για τη μελέτη αυτή, παρασκευάζονται στερεά δείγματα στα οποία ευρίσκονται σε διασπορά σωματίδια ZnO σε διαφόρων ειδών οργανικές μήτρες ή διαλύματα οργανικών χρωστικών λέιζερ με σκεδαστές. Μετά την οπτική διέγερση αυτών των συστημάτων, η εκπεμπόμενη ακτινοβολία σκεδάζεται και εντοπίζεται χωρικά με αποτέλεσμα την ενίσχυσή της. Η μήτρα στα στερεά δείγματα συγκρατεί διεσπαρμένα τα σωματίδια και προσφέροντας παράλληλα τις μηχανικές της ιδιότητες (π.χ. ελαστικότητα). Για τον οπτικό χαρακτηρισμό και τη μελέτη του φαινομένου random laser τα δείγματα αντλούνται με παλμικά λέιζερ κατάλληλου μήκους κύματος και χρονοδιάρκειας. Οι πειραματικές μετρήσεις αφορούν στη φασματική καταγραφή της εκπεμπόμενης φωτοφωταύγειας συναρτήσει διαφόρων παραμέτρων (ενέργεια διέγερσης, θερμοκρασία δείγματος, επιφάνεια άντλησης, κ.τ.λ.), τη μέτρηση του χρόνου ζωής και του μήκους συμφωνίας της εκπομπής random laser και την εξαγωγή συμπερασμάτων γύρω από το φαινόμενο random laser και της συμπεριφοράς σε αυτό των νέων νανοϋβριδικών συστημάτων ZnO σε πολυμερική μήτρα. Πειράματα σε χαμηλή θερμοκρασία πραγματοποιήθηκαν με σκοπό τη μελέτη της εξάρτησης της συμπεριφοράς της δράσης random laser από τη θερμοκρασία (4ο Κεφάλαιο). Με άντληση σε χαμηλή θερμοκρασία το σύστημα ZnO/πολυμερές αναμένεται να εμφανίζει μικρότερες απώλειες (που οφείλονται σε μη-ακτινοβολητικές αποδιεγέρσεις) και επομένως να αποδίδει περισσότερο και να εμφανίζει μειωμένες τιμές ροής ενέργειας κατωφλίου για δράση random laser. Έχει παρατηρηθεί σε προηγούμενη εργασία ότι άντληση σε θερμοκρασία δωματίου με παλμούς λέιζερ χρονοδιάρκειας ns οδηγεί σε υψηλές τιμές ενεργειακού κατωφλίου και ασταθή δράση random laser σε αντίθεση με τη σταθερότητα που προκύπτει ΄’όταν η χρονοδιάρκεια των παλμών άντλησης είναι πολύ μικρότερη (ps). Η διαφορετική συμπεριφορά οφείλεται στο χρόνο ζωής φωτοφωταύγειας του ZnO που έχει μετρηθεί σε 275±30 ps. Κατ’ αναλογία αναμένεται η μείωση της θερμοκρασίας να οδηγήσει σε αύξηση του χρόνου ζωής φωτοφωταύγειας του ZnO και κατά συνέπεια σε αποτελεσματικότερη άντληση ακόμη και με παλμούς λέιζερ χρονοδιάρκειας ns. Στα πλαίσια της μελέτης αυτής εξετάζονται συστήματα διαφορετικών συγκεντρώσεων ZnO/πολυμερές σε διαφορετικές θερμοκρασίες με σκοπό τη μελέτη της απόδοσης της ακτινοβολίας random laser και των τιμών ροής ενέργειας των κατωφλίων δράσης random laser. Με σκοπό τη μελέτη της δυναμικής της δράσης random laser πραγματοποιήθηκαν πειράματα με διάταξη του τύπου pump-probe (5ο Κεφάλαιο). Παρουσιάζεται η καταγραφή της εκπεμπόμενης ακτινοβολίας κατόπιν διαδοχικής άντλησης του δείγματος με δύο βραχείς παλμούς λέιζερ (χρονικού εύρους 450 fs) ελέγχοντας τη μεταξύ τους χρονική καθυστέρηση. Σκοπός των μετρήσεων είναι ο υπολογισμός του χρόνου ζωής της ακτινοβολίας random laser από τη συμπεριφορά του εκπεμπόμενου σήματος που καθορίζεται από τις τιμές ροής ενέργειας άντλησης των δύο παλμών. Επίσης, ενδιαφέρον παρουσιάζει η δράση random laser από νέες ανόργανες νανοδομές ZnO, τύπου sol-gel και υμενίων (6ο Κεφάλαιο), οι οποίες είναι εύκολο να παρασκευαστούν. Με την επεξεργασία της επιφάνειας των υμενίων δημιουργούνται νέες δομές και γίνεται μελέτη της εξάρτησης της δράσης και της απόδοσης της ακτινοβολίας random laser σε αυτές. Τέλος, έγιναν προσπάθειες για την παρατήρηση σύμφωνης ανάδρασης από συστήματα random laser (7ο Κεφάλαιο). Ένδειξη για σύμφωνη ανάδραση σε συστήματα random laser είναι η εμφάνιση ρυθμών στο φάσμα της εκπεμπόμενης ακτινοβολίας. Για το σκοπό αυτό, μελετήθηκαν δείγματα με οργανικές χρωστικές λέιζερ σε πολυμερική μήτρα ή σε διαλύτη στα οποία προστέθηκαν σκεδάζοντα σωματίδια και έγινε μελέτη για τις συνθήκες άντλησης και τις συγκεντρώσεις σκεδαστών και ενεργού μέσου που απαιτούνται για την εμφάνιση ρυθμών λέιζερ.
Ημερομηνία έκδοσης 2005-03-01
Ημερομηνία διάθεσης 2005-09-22
Συλλογή   Σχολή/Τμήμα--Σχολή Θετικών και Τεχνολογικών Επιστημών--Τμήμα Φυσικής--Μεταπτυχιακές εργασίες ειδίκευσης
  Τύπος Εργασίας--Μεταπτυχιακές εργασίες ειδίκευσης
Εμφανίσεις 154

Ψηφιακά τεκμήρια
No preview available

Προβολή Εγγράφου
Εμφανίσεις : 12