Phòng Laser bán dẫn và Quang phổ ứng dụng

PHÒNG LASER BÁN DẪN VÀ QUANG PHỔ ỨNG DỤNG

DANH SÁCH TẤT CẢ THÀNH VIÊN

CÁC THÀNH TỰU CHÍNH

1. Nghiên cứu phát triển công nghệ khắc laser trực tiếp chế tạo cấu trúc micro-nano trên vật liệu polime và màng mỏng kim loại.

Hệ thiết bị khắc laser 3 chiều sử dụng hiệu ứng LOPA:

·   Độ phân giải dịch chuyển 1 nm,

·   Hệ vi dịch chuyển PZT (nano-positioning): khoảng dịch chuyển 300 x 300 x 300 (μm), độ phân giải đến 1 nm,

·   Bước sóng khắc laser 532 nm, công suất 300mW

·   Có điều khiển tự động theo chu trình cho phép khắc laser theo cấu hình thiết kế định trước.

·   Độ phân giải cấu trúc theo trục ngang 200 nm, trục đứng 700 nm.

·   Ứng dụng trong chế tạo các cấu trúc quang tử nano. 

Hình 1. Hệ thiết bị khắc laser trực tiếp (DLW) chế tạo cấu trúc quang tử

2. Nghiên cứu chế tạo thành công các thiết bị LED/Laser ứng dụng trong điều trị bệnh

    a. Thiết bị LED trị liệu 04 bước sóng

·   Vùng bước sóng hoạt động: 430 nm/520 nm/590 nm/630 nm

·   Công suất LED (max): 84 W

·   Công suất quang lối ra (max): 16,5 W

·   Mật độ công suất trung bình: 2÷50 mW/cm2

·   Đầu ra cáp sợi quang

Hình 2: Thiết bị LED trị liệu 04 bước song

  b. Thiết bị Laser trị liệu đa kênh

·   Thiết bị trị liệu module laser diode công suất cao 04 đầu phát laser gồm  02 đầu phát ở vùng ánh sáng đỏ (λ = 670 nm) và 02 đầu phát ở vùng hồng ngoại gần (λ = 940 nm).

·   Công suất quang tối đa ở đầu sợi quang đa mốt Pmax > 300 mW cho ánh sáng đỏ và Pmax > 1W cho ánh sáng hồng ngoại gần.

Hình 3: Thiết bị Laser trị liệu 04 bước sóng

3.  Nghiên cứu phát triển các thiết bị và giải pháp chiếu sáng ứng dụng trong sinh học và nông nghiệp

     a. Giải pháp, thiết bị chiếu sáng hoa cúc tiết kiệm năng lượng

·   Sử dụng đèn LED công suất cao, phân bố chiếu sáng đồng đều thay thế các loại đèn truyền thống (đèn sợi đốt, đèn huỳnh quang compact), giá thành hợp lý, ứng dụng thành công cho chiếu sáng trong sản xuất hoa cúc tiết kiệm điện năng hàng chục lần, nâng cao chất lượng và hiệu quả sản xuất hoa cúc.

     b. Thiết bị thu ánh sáng mặt trời tích hợp với nguồn sáng LED ứng dụng trong chiếu sáng nhân giống và nuôi trồng một số loại cây
 

Hình 4: Nhà vi khí hậu nhân giống cây trồng sử dụng hệ thống chiếu sáng kết hợp ánh sáng mặt trời với ánh sáng LED: hệ thống có khả năng tự động bù trừ ánh sáng LED theo sự thay cường độ ánh sáng mặt trời nhằm ổn định cường độ chiếu sáng, đồng thời cho phép thiết lập cường độ và thời gian chiếu sáng theo công thức định trước.

Hệ thống chiếu sáng mặt trời kết hợp với đèn LED được phát triển cho nuôi cấy mô thực vật. Trong đó, ban ngày hệ thống tự động quay theo hai hướng để thu ánh sáng mặt trời nhờ sự hỗ trợ của bộ cảm biến bám theo mặt trời. Để duy trì liên tục độ rọi, hệ thống tích hợp hệ đèn LED có điều khiển cường độ để bù lại sự thăng giáng của ánh sáng tự nhiên. Hệ thiết bị đã chế tạo chứng minh được khả năng tiết kiệm năng lượng đạt tới 54,3% vào ngày nắng và 38,9% trong ngày nhiều mây. Hệ thống chiếu sáng này đã được sử dụng thử nghiệm trong nhân giống của Lan Kim tuyến và Lan Hồ điệp cho thấy tiềm năng tiết kiệm năng lượng đầu vào trong nuôi cấy mô thực vật.

c. Ứng dụng công nghệ chiếu sáng LED nâng cao năng suất và chất lượng cho cây Húng quế

Nghiên cứu tìm ra điều kiện chiếu sáng bổ sung LED đến cây Húng quế (dược liệu chứa tinh dầu) tạo ra sự khác biệt đáng kể trong sản xuất sinh khối và sản xuất tinh dầu (giá trị cao nhất tăng khoảng 1.8 lần so với đối chứng, cao hơn so với báo cáo trước đây) ở hai điều kiện:

(i)  71% Đỏ (660 nm): 20% Xanh lam (445 nm): 9,0% UVA (365 nm) ở 120 μmol.m-2.s-1 trong 6 h/ngày.

(ii)  43,5% Đỏ (660 nm): 43,5% Xanh lam (445 nm): 8,0% Xanh lục (530 nm): 5,0% Đỏ xa (730 nm) ở 100 μmol.m-2.s-1 trong 6 h/ngày.

Trong nghiên cứu này thành phần Methyl chavicol (hợp chất chính trong tinh dầu Húng quế) là cao nhất. Những kết quả này cho thấy khả năng ứng dụng diện rộng công nghệ chiếu sáng LED trong việc tối ưu hóa, nâng cao chất lượng sản xuất cây tinh dầu.

Hình 5. Kết quả ứng dụng chiếu sáng LED cho cây húng quế

4. Những thành tựu về quang phổ ứng dụng

    Nghiên cứu vật liệu và thiết bị đọc liều bức xạ dựa trên nguyên lý nhiệt huỳnh quang định hướng ứng dụng trong kiểm soát an toàn bức xạ

Hình 6. Sản phẩm thử nghiệm: máy đọc liều bức xạ Typ A23
 

 CÁC CÔNG BỐ TIÊU BIỂU

•  Công bố trên các tạp chí SCIE:

1. T. K. Anh, B. H. Van, P.T. M. Chau, T. D. Nguyen, Tien-Thanh Nguyen, Vu T. T. Ha, D. X. Loc, N. X. Ca, D. V. Thai. “Effect of fuels on structure, morphology, and spectroscopy of combustion-synthesized Y2O3:Eu3+ nanoparticles: Towards applications in optoelectronic devices and biomedicine”. Ceramics International Volume 51, Issue 12, Part B, 16475-16483 (2025)

2. Van Nguyen, T., Nguyen, H.M., Nguyen, T.X. and Tien, T.Q. Efficient fabrication of high quality SU-8 photoresist based microsphere lasers via emulsion. Journal of Physics D: Applied Physics, 57(31), p.315111 (2024) 

3. Vu, H., Tien, T.Q., Van Nhat, N., Vu, N.H. and Shin, S., “Performance of a Static Concentrator Photovoltaic Based on 4× Compound Parabolic Concentrator for Electric Vehicle Applications”. Current Optics and Photonics, 8(4), pp.375-381 (2024)

4.  A. V. Mikulich, V. Yu. Plavskii, A. I. Tretyakova, R. K. Nahorny, A. N. Sobchuk, N. V. Dudchik, O. A. Emeliyanova, A. I. Zhabrouskaya, L. G. Plavskaya, T. S. Ananich, O. N. Dudinova, I. A. Leusenka, S. V. Yakimchuk, A. D. Svechko, T. Q. Tien, Q. C. Tong, T-P. Nguyen, “Potential of using medicinal plant extracts as photosensitizers for antimicrobial photodynamic therapy”, Photochemistry and Photobiology (2024)

5. Tran Kim Anh, Vu Thi Thai Ha, Nguyen Thanh Huong, Do Thi Thao, Tien Dai Nguyen, Dang Van Thai, Robert Tomala and Le Quoc Minh. Synthesis and characterizations of upconverting luminescent Er3+/Yb3+: Gd2O3 uniform nanospheres for biomedical applications. Phys. Scr. 99 1059d5 (2024)

6. Hien, T.T., Roan, P.D., Minh, N.K., Do, P.V., Thanh, N.T., Huong, N.T., Khuyen, H.T., Lien, P.T., Tien, D.M., Tung, P.T. and Vu, N., “Judd‐Ofelt analysis and optical properties of Eu3+‐doped GdPO4 phosphors synthesized by combustion method” Vietnam Journal of Chemistry. (2024)

7. Ngoc, T., Ca, N.X., Thanh, N.T., Hung, N.M., Du, P.T., Thuy, T.T.C., Huong, N.T. and Van Do, P., “Thermoluminescence properties and new insights on the UV-vis absorption features of colorless quartz after γ-ray irradiation”. RSC advances, 14(27), pp.19154-19166. (2024)

8. Vu Thi Thai Ha, Thi Anh Thu Do, Trong Thanh Nguyen and Thi Dieu Thuy Ung. “Luminescence and thermoluminescence of Er3+-doped CaF2 nanomaterials”. Radiation Effects and Defects in Solids, Vol. 178, Nos. 3–4, 442–455 (2023)

9. Nguyen, V.A., Le, V.H., Sarelli, E., Malgrey, L., Luu, D.K., Chu, H.L., Vu, T.T., Tong, C.Q., Vu, D.L., Seassal, C. and Le-Van, Q., Direct observation of exceptional points in photonic crystal by cross-polarization imaging in momentum space. Applied Physics Letters, 123(19) (2023).

10. Vu Thi Thai Ha, Thi Anh Thu Do, Trong Thanh Nguyen and Thi Dieu Thuy Ung. “Luminescence and thermoluminescence of Er3+-doped CaF2 nanomaterials” Radiation Effects and Defects in Solids, 50972 (2022)

11. Pham Thi Minh Chau, Dang Van Thai, Vu Thi Thai Ha, Dinh Xuan Loc, Tien Dai Nguyen, Bui Hong Van and Tran Kim Anh. “Preparation and Characterization of Gd2O3: Er3+ Nanosphere Particles Combinated with Chitosan Gd2O3: Er3+@CS” ECS Journal of Solid State Science and Technology, 11 126001 (2022)

12. T. Thai Ha Vu, T. Anh Thu Do, Duc Toan Nguyen, Truong Giang Ho, Quang Ngan Pham, Hong Thai Giang, Manh Ha Hoang, T. Ha Lien Nghiem, Minh Tan Man and Dai Lam Tran. “Facile one-step growth of hierarchical Bi2S3@MoS2 structures for enhanced photocatalytic activity” Materials Today Communications, Volume 31, 103541, ISSN 2352-4928 (2022)

13. Quyen, T.H., Ha, T.T.C., Nghiem, T.V., Thuy, T.T.D., Phat, T.D., Ha, D.C., Phuong, L.H, Uyen, N.L.P., William N.S. “Changes in composition, yield, antimicrobial and antioxidant activities of the Ocimum tenuiflorum L. Essential oils as affected by fertilizers” Notulae Botanicae Horti Agr D. T. Vu, H. Vu, S. Shin, T. Q. Tien, N. H. Vu, “New mechanism of a daylighting system using optical-fiber-less design for illumination in multi-storey building”, Solar Energy, Vol. 225, 412-426 (2021).

14. Tran Ngoc, Ho Van Tuyen, Le Anh Thi, Le Xuan Hung, Nguyen Xuan Ca, Luong Duy Thanh, Phan Van Do, Nguyen Manh Son, Nguyen Trong Thanh, Vu Xuan Quang. “The role of sodium ions in the thermoluminescence peaks of laboratory-irradiated natural quartz”. Radiation Measurements 141, 106539 (2021)

15. T. N. Vu, T. Q. Tien, B. Sumpf, A. Klehr, J. Fricke, H. Wenzel, and G. Tränkle, “16.3 W Peak-Power Pulsed All-Diode Laser Based Multi-Wavelength Master-Oscillator Power-Amplifier System at 964 nm”, Appl. Sci. 11 (18), 8608 (2021). 

16.  Trinh Van Giap, Nguyen Trong Thanh, and Nguyen Thi Thu Ha. “Synthesis of lithium aluminate for application in radiation dosimetry” Materials Letters 267, 127506 (2020)

17.  D T Khan, N T Dang, S H Jabaro, T G Naghiyev, R M Rzayev, T Q Nguyen, H V Tuyen, N T Thanh and L V T Son. “Study on luminescent properties of Tb3+ and Sm3+ co-doped CaSiO3 phosphors for white light emitting diodes” Mater. Res. Express 7, 016507 (2020)

18. Nguyen Ngoc Trac, Ho Van Tuyen, Vu Xuan Quang, Masayuki Nogami Le Van Khoa Bao, Nguyen Trong Thanh, Nguyen Manh Son, Nguyen Thi Thai An, Le Xuan Hung, Tran Thi Hong. “Energy level of lanthanide ions and anomalous emission of Eu2+ in Sr3B2O6 materials” Physica B 595, 412373 (2020)

19. V.X. Quang, N.N. Dat, V.P. Tuyen, N.M. Khaidukov, V.N. Makhov, L.D. Thanh, N.X. Ca, N.T. Thanh, P.T.T. Nga, P.V. Do. “VUV spectroscopy of lanthanide doped fluoride crystals K2YF5”, Optical Materials 107, 110049 (2020)

20. Ngo K. K. Minh, Tran B. Luan, Lam T. K. Giang, Nguyen T. Thanh, Tran T. K. Chi, Dariusz Hreniak, Ngo Q. Luan and Nguyen Vu. “Preparation and Optical Properties of La3PO7:Eu3+ Nanophosphors Synthesized by Combustion Method” Materials Transactions, 61, 8 1564 – 1568 (2020)

21. H. Vu, N. M. Kieu, D. T. Gam, S. Shin, T. Q. Tien, N. H. Vu, “Design and Evaluation of Uniform LED Illumination Based on Double Linear Fresnel Lenses”, Appl. Sci. 10(9), 3257 (2020).

22. D. T. Giang, T. S. Pham, Q. M. Ngo, V. T. Nguyen, T. Q. Tien, and P. H. Duong “An Alternative Approach for High Uniformity Distribution of Indoor Lighting LED” IEEE Photon. Jour. 12 (2), 7100810 (2020).

23. M. Fei, P. T. Nhung, N. B. Minh, L. Zhen, A. T. Huong, N. D. T. Trang, T. Q. Cong, P. T. Lien, N. T. Huong, T. Q. Tien, L. N. Diep, “One-photon absorption based direct laser writing for fabrication of multi-dimensional photonic and plasmonic nanostructures”, Inter. Jour. of Nanotech., Vol. 17 No.7/8/9/10, pp.550 - 559 (2020).

24. D. T. Giang, T. L. La, T. Q. Tien, P. H. Duong, Q. C. Tong, “A Simple Designed Lens for Human Centric Lighting Using LEDs”, Appl. Sci. 10 (1), 343 (2020).

25. V. Hoang, H. N. Manh, T. Q. Tien, V. N. Hai, P. Jongbin, S. Seoyong, “Elimination of Heat Problem in POF-based Daylighting Systems”. Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers (KIIEE), Vol.34, No.8, p.8-14. ISSN (print): 1229-4691, ISSN (online): 2287-5034, (2020).

26. V. T. Nghiem; T. Q. Tien, T. Q. Cong, N. M. Hieu, K. N. Minh, V. N. Hai, V. Hoang, S. Shin, “Development of a solar/LED lighting system for a plant tissue culture room”, J. Viet. Environ. 12(2), p.142-147, (2020). obotanici Cluj-Napoca Volume 52, Issue 3, No 13895

•  Sáng chế/Giải pháp hữu ích:

1.  Phạm Hồng Dương, Trần Quốc Tiến, Chu Hoàng Hà, “Quy trình điều khiển thời điểm ra hoa của cây hoa cúc bằng hệ thống đèn điốt phát quang”, Bằng độc quyền Giải pháp hữu ích số 1716 (09.2018).

2. Tống Quang Công, Tăng Đức Lợi, Đỗ Đăng Minh, Trần Quốc Tiến, Bùi Bình Nguyên, Aleksandr Mikulich, “Thiết bị quang trị liệu LED đa vùng bước sóng”, Bằng độc quyền Sáng chế số 36645 (07.07.2023).

3. Tống Quang Công, Tăng Đức Lợi, Bùi Bình Nguyên, Trần Quốc Tiến, Hà Phương Thư, Phan Kế Sơn, Nguyễn Thị Yến Mai, Nguyễn Thị Bích Phượng, “Thiết bị mát xa quang nhiệt trị liệu cầm tay”, Bằng độc quyền Sáng chế số 37764 (31.10.2023).

4. Vũ Thị Nghiêm, Trần Quốc Tiến, Tống Quang Công, Vũ Ngọc Hải, Nguyễn Mạnh Hiếu, Kiều Ngọc Minh, Phạm Văn Trường, Phạm Bích Ngọc, Chu Hoàng Hà, “Thiết bị thu nhận, hội tụ và truyền dẫn ánh sáng mặt trời bằng bó sợi quang cho chiếu sáng nhân giống cây trồng”, Bằng độc quyền Sáng chế số 1-2020-06677 (25.10.2024).

5. Tống Quang Công, Tăng Đức Lợi, Bùi Bình Nguyên, Trần Quốc Tiến, Nguyễn Thanh Phương, Nguyễn Mạnh Hiếu, Phạm Thị Liên, Aleksandr Mikulich, Vũ Thị Nghiêm, Nguyễn Thị Bích Phượng, “Thiết bị laze bốn vùng bước sóng ứng dụng trong điều trị vết thương hở”. Bằng độc quyền Sáng chế số 42177 (27.11.2024).

6. Lê Quốc Tuấn, Phạm Hồng Dương, Trần Quốc Tiến, Đỗ Trọng Tấn, Nguyễn Trần Hậu, Trần Hà, Đoàn Văn Thông, “Đèn lồng sử dụng LED cho chiếu sáng không gian truyền thống”, Bằng độc quyền Giải pháp hữu ích số 3972 (12.02.2025).
 

TRANG THIẾT BỊ CHÍNH