- TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN. - NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA HÀM LƯỢNG NƯỚC LÊN PHỔ PHÁT TẦN SỐ TỔNG QUANG HỌC (SFG). - CỦA D-GLUCOSE. - LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC. - CHUYÊN NGÀNH : QUANG HỌC Mã số : 60440109. - Tôi cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô cùng toàn thể các nghiên cứu sinh, học viên cao học và sinh viên thuộc Bộ môn Quang lượng tử đã nhiệt tình giúp đỡ, tham gia nghiên cứu, trao đổi tài liệu, dụng cụ thí nghiệm và đóng góp ý kiến trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu tại Bộ môn.. - Cơ sở quang học phi tuyến. - Độ phân cực phi tuyến và độ cảm phi tuyến. - Một số hiện tượng quang học phi tuyến bậc hai. - Hiện tượng chỉnh lưu quang học và phát hoà ba bậc hai. - Quá trình trộn ba sóng, điều kiện tương hợp pha. - Phát tần số tổng quang học SFG. - Phương trình Maxwell trong quang học phi tuyến. - Cường độ của sóng tần số tổng. - Quang học phi tuyến bề mặt. - Một số nghiên cứu quang phổ học dao động về D-glucose. - CHƯƠNG 2 – THỰC NGHIỆM. - Cấu trúc hoá học của D-glucose. - Các đặc trưng vật lý của D-glucose. - Khối nhân đôi tần số H500. - Máy phát tham số quang học PG500/DFG. - Sơ đồ đo phổ tần số tổng của D-glucose. - Quy trình thí nghiệm đo phổ tần số tổng của D-glucose. - CHƯƠNG 3 – KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN. - Phổ SFG của mẫu D-glucose 0% H 2 O. - Hình 1.1: Sự phụ thuộc của độ phân cực môi trường vào điện trường dừng trong môi. - trường quang học tuyến tính và phi tuyến. - Hình 1.2: Quá trình tương tác ba photon trong môi trường phi tuyến bậc hai. - Hình 1.3: Điều kiện tương hợp pha. - Hình 1.4: Các thiết bị phát thông số OFC, OPA, OPO và SPDC. - Hình 1.5: Ảnh hưởng của độ lệch vector sóng lên sự phát tần số tổng. - Hình 1.6: Giản đồ biểu diễn vật liệu quang phi tuyến bậc hai dưới dạng đơn tinh thể đồng nhất (a) và vật liệu cực tuần hoàn (b) với trục dương c đảo chiều theo chu kỳ Λ. - Hình 1.7: So sánh biến đổi không gian của biên độ trường sóng tạo thành trong tương tác phi tuyến với ba điều kiện tương hợp pha khác nhau. - Hình 1.8: Ví dụ về sự phát hoà ba bậc hai phản xạ tại bề mặt của vật liệu quang phi tuyến bậc hai (a) và vật liệu quang phi tuyến đối xứng tâm (b. - Hình 1.9: Sự tạo thành sóng hòa ba bậc hai truyền qua và phản xạ tại mặt phân cách (a) và định nghĩa các vector điện, từ trường cho trường hợp P vuông góc với mặt phẳng tới (b. - Hình 1.10: Phổ Raman của dung dịch D-glucose với nồng độ 22% và 50% theo Mathlouthi và Luu. - Hình 1.11: Phổ FT-Raman của dung dịch α-D-glucose “khô” và “ướt”theo Joanna Goral. - Hình 1.12: Phổ FT-Raman của dung dịch β-D-glucose “khô” và “ướt”theo Joanna Goral. - Hình 1.13: Phổ cường độ tần số tổng của mode dao động hóa trị C-H theo Miyauchi và cộng sự. - Hình 1.14: Phổ FT-IR của D-glucose khô trong vùng CH [2. - iii CHƯƠNG 2 – THỰC NGHIỆM. - Hình 2.1: Cấu trúc của Glucose. - Hình 2.2: Các đồng phân tuần hoàn không đối ảnh của D-glucose. - Hình 2.3: Cơ chế tạo mẫu D-glucose ẩm. - Hình 2.4: Hệ đo SFG của hãng EKSPLA (Lithuania) đang được đặt tại Bộ môn Quang lượng tử, Khoa Vật lý, Trường ĐH Khoa học Tự nhiên. - Hình 2.5: Đầu phát laser Nd:YAG mã hiệu PL 2250 của hãng EKSPLA. - Hình 2.6: Thiết kế quang học bên trong khối nhân tần H500. - Hình 2.7: Giá mẫu gắn với motor bước. - Hình 2.8: Sự tạo thành tín hiệu SFG. - Hình 2.9: Bố trí hệ đo SFG. - Hình 2.10: Ảnh chụp thực tế hệ quang học và bàn đặt mẫu của phép đo tần số tổng của D-glucose. - CHƯƠNG 3 – KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Hình 3.1: Giản đồ miêu tả tổ hợp các trạng thái phân cực khác nhau của chùm khả kiến (1), chùm hồng ngoại (2) và tín hiệu SFG thu được (3. - Hình 3.2: Phổ tần số tổng của mẫu D-glucose khô theo bốn cấu hình phân cực khác nhau. - Hình 3.3: Phổ Raman của α-D-glucose được thu bởi Corbett và cộng sự [9. - Hình 3.4: Phổ SFG của mẫu D-glucose ban đầu theo các nồng độ nước thêm vào khác nhau. - Hình 3.5: Phổ Raman của β-D-glucose thu được bởi Corbett và cộng sự [9. - Hình 3.6: Tính biến đổi quay của D-glucose dưới tác dụng của nước. - Hình 3.7: Hình chiếu Newman của α-D-glucose và β-D-glucose được nhìn từ C(6) đến C(5) ở dạng tinh thể. - Hình 3.8: Đồ thị dựng lại phổ Raman của α-D-glucose và β-D-glucose từ kết quả nghiên cứu của Corbett và cộng sự [9. - Hình 3.9: Phổ SFG của mẫu D-glucose thêm nước và sau khi được sấy khô. - Bảng 1.1: Các đỉnh dao động của D-glucose khô trong vùng CH [2. - 28 CHƯƠNG 2 – THỰC NGHIỆM. - Bảng 2.1: Các thông số đặc trưng của PMT. - 37 CHƯƠNG 3 – KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN. - Bảng 3.1: Các mode dao động của D-glucose khô trong vùng CH. - 45 Bảng 3.2: Các mode dao động của D-glucose ướt trong vùng CH. - Luận văn thạc sĩ khoa học. - Quách Trung Đông 1 Chuyên ngành Quang học. - Trong bối cảnh đó, hiệu ứng phát tần số tổng (SFG) quang học bậc hai được quan tâm rất nhiều vì những ưu điểm vượt trội như độ nhạy đơn lớp nguyên tử, tính định hướng cao so với phương pháp phổ dao động quang học bậc một FT-IR hoặc Raman [3,4]. - SFG thực chất là hiệu ứng quang học phi tuyến bậc hai có đặc điểm bị cấm ở các vật liệu có cấu trúc đối xứng tâm và phát rất mạnh trong các cấu trúc đối xứng tâm bị phá vỡ như bề mặt, giao diện của vật liệu hoặc các cấu trúc có tính chirality (đối xứng bàn tay) [3]. - Kỹ thuật SFG đã được ứng dụng thành công để nghiên cứu các cấu trúc dao động bề mặt và động học trên các bề mặt giao diện khác nhau. - Các mode dao động hoạt động bề mặt của các phân tử tại mặt phân cách cộng hưởng với tín hiệu SFG khi sự định hướng phân cực của các tia laser bơm phù hợp với sự định hướng của mode dao động phân tử. - Các phân tử hữu cơ thường có cấu trúc chirality, vì vậy SFG là công cụ rất hữu dụng trong việc nghiên cứu cấu trúc, tính chất quang của các phân tử hữu cơ [3,4].. - Kết quả của nghiên cứu này đã chứng minh khả năng ứng dụng của SFG trong việc nghiên cứu các phân tử hữu cơ.. - Đối tượng nghiên cứu được đề cập đến trong luận văn là D-glucose. - Do vai trò đặc biệt như vậy nên nhiều nghiên cứu về Glucose đã được thực hiện. - Quách Trung Đông 53 Chuyên ngành Quang học. - Nguyễn Thế Bình (2008), Quang học hiện đại, Đại học Quốc gia Hà Nội, Hà Nội.. - Phạm Thị Hương (2013), Nghiên cứu phổ dao động FT – IR của một số chất saccharides, Luận văn tốt nghiệp đại học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội.. - Passingham (1991), “Fourier transform Raman studies of material and compounds of biological importance – The effect of moisture on the molecular structure of the alpha and beta anomers of D-glucose”, Spectrochimeca Acta, 47A (9/10), pp. - Quách Trung Đông 54 Chuyên ngành Quang học. - “Infrared and Raman spectra, conformational stability, ab initio calculations of structure, and vibrational assignment of α and β glucose”, Journal of molecular structure: THEOCHEM, 714, pp. - Molecular mechanics calculations on α-D- glucose”, Acta Cryst., B39, pp