Phòng Laser bán dẫn và Quang phổ ứng dụng

Trưởng phòng PGS.TS. Trần Quốc Tiến	CHỨC NĂNG/NHIỆM VỤ: Nghiên cứu về vật lý, công nghệ và ứng dụng của các linh kiện và cấu trúc Quang điện tử bán dẫn, quang tử Đào tạo đại học và sau đại đọc về các lĩnh vực nghiên cứu Hợp tác trong và ngoài nước phát triển các nghiên cứu khoa học và ứng dụng triển khai công nghệ các lĩnh vực liên quan HƯỚNG NGHIÊN CỨU CHÍNH: Nghiên cứu tính chất đặc trưng của linh kiện và cấu trúc quang hoc, quang điện tử bán dẫn, quang tử micro-nano Nghiên cứu ứng dụng các nguồn phát quang trên cơ sở LED/Laser bán dẫn, nguồn thu quang và các nguồn bức xạ khác nhau sử dụng chiếu sáng, Nghiên cứu phát triển các thiết bị và phương pháp quang ứng dụng trong nghiên cứu khoa học
	tientq@ims.vast.ac.vn	+ 84 90 4762 255

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 sóng

     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 P_max > 300 mW cho ánh sáng đỏ và P_max > 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.

CÁC CÔNG BỐ TIÊU BIỂU

Công bố khoa học

1. 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).

2. 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).  

3. 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).

4. 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).

5. 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).

6. 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).

7. 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).

8. 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).

9. T-P Nguyen, T. Q. Tien, Q. C. Tong and N. D. Lai, “An Optimization of Two-Dimensional Photonic Crystals at Low Refractive Index Material”, Crystals 9 (9), 442 (2019).

10. B. Sumpf, J. Fricke, A. Ginolas, A. Maaßdorf, M. Maiwald, A. Müller, M. Tawfieq, L. S. Theurer, T. N. Vu, and H. Wenzel, "Tunable Y-branch dual-wavelength diode lasers in the VIS and NIR range for sensor applications", Proc. SPIE 10939, Novel In-Plane Semiconductor Lasers XVIII, 1093913 (2019).

11. T-P Nguyen, H. Wenzel, O. Brox, F. Bugge, P. Ressel, M. Schiemangk, A. Wicht, T. Q. Tien and G. Tränkle, “Spectral Linewidth vs. Front Facet Reflectivity of 780 nm DFB Diode Lasers at High Optical Output Power”, Appl. Sci. 8 (7), 1104 (2018).

12. Q. C. Tong, F. Mao, M. H. Luong, M. T. Do, R. Ghasemi, T. Q. Tien, D. T. Nguyen, N. D. Lai, “Arbitrary Form Plasmonic Structures: Optical Realization, Numerical Analysis and Demonstration Applications”, In Plasmonics, Intech Open, ISBN 978-953-51-0685-2, (2018).

13. Mao, F., Davis, A., Tong, Q. C., Luong, M. H., Nguyen, C. T., Ledoux-Rak, I., & Lai, N. D., “Direct Laser Writing of Gold Nanostructures: Application to Data Storage and Color Nanoprinting”. Plasmonics, 1-7, (2018).

14. Tong Q. C., Luong M. H., Tran T. M., Remmel J., Do M. T., Kieu D. M., Lai N. D. “Realization of desired plasmonic structures via a direct laser writing technique”, Journ. of Electron. Mater. 46(6), 3695-3701, (2017).

15. Tong, Q. C., Luong, M. H., Remmel, J., Do, M. T., Nguyen, D. T. T., Lai, N. D, “Rapid direct laser writing of desired plasmonic nanostructures”, Opt. Lett., Vol. 42, No 12, p. 2382-2385. (2017).

16. Tong Q. C., Nguyen D. T. T., Do M. T., Luong M. H., Journet B., Ledoux-Rak I., Lai N. D, “Direct laser writing of polymeric nanostructures via optically induced local thermal effect”, Appl. Phys. Lett. 108(18), 183104, (2016).

1. Hệ thiết bị khắc laser trực tiếp,

2. Thiết bị hàn điểm laser Laser Welder WF30 (HansLaser),

3. Hệ bàn vi chỉnh 6 trục 17 Max 600/L (Melles Griot) độ chính xác dưới 1 µm

4. Kính hiển vi soi nổi Stemi 2000 C (Carl Zeiss),

5. Bàn quang học Melles Grriot

6. Máy hàn sợi quang Fitel S199,

7. Các thiết bị đo cho laser bán dẫn (máy đo công suất quang Melles Griot 13 PEM001, nguồn nuôi cho laser bán dẫn Melles Griot 06 DLD 201…)

8. Nguồn nuôi điều khiển diode laser/LED (Thorlab ITC4005)

9. Thiết bị đo phổ quang Ocean Optics (HR4000, HR2000+)

10. Thiết bị đo công suất quang Newport 842-PE

11. Quả cầu tích phân đường kính 6 inch

12. Thiết bị CNC 3040 (Vùng làm việc: 300 x 400 x 150 mm, độ chính xác 0,02 mm).