Đề tài nghiên cứu về mô phỏng hiện tượng tạo siêu trường trong sợi quang học phi tuyến tellurite của nhóm nghiên cứu từ Khoa Khoa học và Công nghệ Vật liệu, Trường Đại học Khoa học tự nhiên, ĐHQG-HCM đã đạt thành công lớn, mở ra tiềm năng ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khoa học và công nghệ, đồng thời khẳng định sự đóng góp của các nhà khoa học Việt Nam trong lĩnh vực quang học quốc tế.

Ngày 19 tháng 2, tại Phòng họp I.12, Trường Đại học Khoa học tự nhiên, ĐHQG-HCM, cuộc họp Hội đồng nghiệm thu đề tài cấp ĐHQG-HCM đã diễn ra với chủ đề Mô phỏng hiện tượng tạo siêu trường để chuyển đổi ánh sáng sang vùng trung hồng ngoại trong sợi quang học phi tuyến tellurite. Đề tài này được thực hiện bởi nhóm nghiên cứu do TS. Nguyễn Phước Trung Hòa, Phó Trưởng Khoa Khoa học và Công nghệ Vật liệu, làm chủ nhiệm.

Trong bối cảnh khoa học quang học đang ngày càng phát triển, việc nghiên cứu và ứng dụng ánh sáng trung hồng ngoại, đặc biệt trong lĩnh vực sợi quang học, đã và đang thu hút sự chú ý lớn của các nhà khoa học trên thế giới. Ánh sáng trung hồng ngoại, với bước sóng từ 2 đến 20 micromet, nổi bật với khả năng hấp thụ mạnh mẽ của nhiều phân tử hữu cơ và vô cơ. Đây là yếu tố then chốt giúp ánh sáng này trở thành một “kho báu” chưa được khai phá hoàn toàn, mở ra nhiều tiềm năng cho các ứng dụng như phát hiện hóa chất, phân tích môi trường và kiểm soát ô nhiễm.

Trong bối cảnh đó, nhóm nghiên cứu từ Khoa Khoa học và Công nghệ Vật liệu, Trường Đại học Khoa học tự nhiên, ĐHQG-HCM đã thực hiện một nghiên cứu quan trọng về việc tạo ra sợi quang học đặc biệt làm từ vật liệu tellurite. Mục tiêu chính là phát triển một loại sợi quang học phi tuyến có thể tạo ra ánh sáng chất lượng cao trong vùng trung hồng ngoại, mở ra những khả năng ứng dụng mới trong nhiều lĩnh vực.

Sau một quá trình nghiên cứu và thử nghiệm, nhóm nghiên cứu đã lựa chọn ba nhóm vật liệu tellurite phù hợp: TLWMN, TZNL và TZLKAP. Đây là những vật liệu không chỉ có tính phi tuyến cao mà còn an toàn và không độc hại, rất thích hợp cho việc chế tạo sợi quang học. Điều này là một bước quan trọng, bởi lẽ các vật liệu này có khả năng truyền dẫn ánh sáng vượt trội, đặc biệt trong vùng trung hồng ngoại.

Để sợi quang hoạt động hiệu quả, nhóm nghiên cứu đã tiến hành tối ưu hóa cấu trúc sợi quang, điều chỉnh các đặc tính quan trọng như độ tán sắc, nhằm đảm bảo ánh sáng có thể truyền qua sợi một cách tối ưu. Đặc biệt, nhóm nghiên cứu đã thành công trong việc mô phỏng quá trình tạo ra “siêu trường” – một dạng ánh sáng đặc biệt với phổ rộng và tính kết hợp cao. Đây là một thách thức lớn, và nhóm đã phát triển thuật toán dựa trên phương trình Schrödinger phi tuyến, được lập trình trên Matlab, để mô phỏng chính xác quá trình này. Kết quả nghiên cứu đã được kiểm chứng qua các thí nghiệm quốc tế, khẳng định tính chính xác và độ tin cậy của công trình.

Mô phỏng này không chỉ giúp nhóm nghiên cứu tìm ra các điều kiện tối ưu để tạo ra siêu trường lý tưởng, mà còn mở ra một hướng đi mới trong việc ứng dụng sợi quang học phi tuyến tellurite trong các thiết bị khoa học và công nghệ. Đây là một thành tựu quan trọng, đánh dấu bước tiến mới trong nghiên cứu quang học phi tuyến tại Việt Nam.

Kết quả nghiên cứu này đã được công bố trên tạp chí quốc tế uy tín Results in Optics của nhà xuất bản Elsevier, khẳng định sự đóng góp của các nhà khoa học Việt Nam trong lĩnh vực quang học. Thành công này không chỉ là minh chứng cho sự sáng tạo và tiềm năng nghiên cứu của cộng đồng khoa học Việt Nam mà còn mở ra nhiều cơ hội ứng dụng thực tế, bao gồm cảm biến môi trường, phân tích vật liệu và chụp ảnh y sinh.

Với những phát hiện mới này, sợi quang tellurite hứa hẹn sẽ trở thành nền tảng cho các thiết bị hiện đại, góp phần bảo vệ môi trường và nâng cao chất lượng sống của con người. Sự tiến bộ này không chỉ có giá trị khoa học mà còn có ý nghĩa thực tiễn sâu sắc, phục vụ cho sự phát triển bền vững trong tương lai.

Xem chi tiết nghiên cứu tại: https://doi.org/10.1016/j.rio.2023.100576

ℙ𝕄ℕ