Tóm tắt: Xây dựng hệ nghiên cứu tính chất quang của nguyên tử Rubi.

27 7 0
Tóm tắt: Xây dựng hệ nghiên cứu tính chất quang của nguyên tử Rubi.

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

Xây dựng hệ nghiên cứu tính chất quang của nguyên tử Rubi.Xây dựng hệ nghiên cứu tính chất quang của nguyên tử Rubi.Xây dựng hệ nghiên cứu tính chất quang của nguyên tử Rubi.Xây dựng hệ nghiên cứu tính chất quang của nguyên tử Rubi.Xây dựng hệ nghiên cứu tính chất quang của nguyên tử Rubi.Xây dựng hệ nghiên cứu tính chất quang của nguyên tử Rubi.Xây dựng hệ nghiên cứu tính chất quang của nguyên tử Rubi.Xây dựng hệ nghiên cứu tính chất quang của nguyên tử Rubi.Xây dựng hệ nghiên cứu tính chất quang của nguyên tử Rubi.Xây dựng hệ nghiên cứu tính chất quang của nguyên tử Rubi.Xây dựng hệ nghiên cứu tính chất quang của nguyên tử Rubi.Xây dựng hệ nghiên cứu tính chất quang của nguyên tử Rubi.Xây dựng hệ nghiên cứu tính chất quang của nguyên tử Rubi.Xây dựng hệ nghiên cứu tính chất quang của nguyên tử Rubi.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH - - NGUYỄN VĂN ÁI XÂY DỰNG HỆ NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT QUANG CỦA NGUYÊN TỬ RUBI Chuyên nghành: Quang học Mã số: 9440110 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÍ NGHỆ AN, 2022 LUẬN ÁN ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH Người hướng dẫn khoa học: GS TS Nguyễn Huy Bằng Phản biện 1: …………………………………………………………… …………………………………………………………… Phản biện 2: …………………………………………………………… …………………………………………………………… Phản biện 3: …………………………………………………………… …………………………………………………………… Luận án bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp Trường họp …………………………………………………………………………… Vào hồi ……… ……… phút, ngày …… tháng …… Năm 2022 Có thể tìm hiểu luận án thư viện quốc gia trung tâm thông tin - thư viện Nguyễn Thúc Hào, trường Đại học Vinh MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Phổ học lĩnh vực khoa học đời từ lâu gắn liền với mốc quan trọng lịch sử phát triển vật lý Sự phát triển phương pháp thiết bị đo phổ đại bước làm sáng tỏ cấu trúc vi mô nguyên tử/phân tử đến cấp độ siêu tinh tế Thiết kế xây dựng hệ thí nghiệm nghiên cứu cấu trúc phổ phân giải siêu cao nghiên cứu tính chất quang nguyên tử chủ đề nhà khoa học nước giới quan tâm Hiện nay, kỹ thuật phổ phân giải cao kỹ thuật phổ hấp thụ bão hòa (SAS) [1]–[4], kỹ thuật phổ kích thích kết hợp [3], [4] kỹ thuật phổ đánh dấu phân cực [4] sử dụng để xác định dịch chuyển siêu tinh tế nguyên tử/phân tử Qua đó, giúp hiểu cấu trúc nguyên tử với độ xác cao, dễ dàng thao tác điều khiển chúng làm sở cho hình thành lý thuyết Chẳng hạn làm lạnh bẫy nguyên tử laser [5]–[9] hay tạo vật liệu có tính chất đặc biệt vật liệu suốt cảm ứng điện từ (EIT-Electromagentically Induced Transparency) [10]–[20] Vật liệu hình thành giao thoa lượng tử biên độ xác suất dịch chuyển trạng thái lượng tử bên nguyên tử tác dụng đồng thời trường laser Các tính chất quang tiêu biểu vật liệu EIT gồm: suốt tần số cộng hưởng, phi tuyến Kerr khổng lồ [10], [13], [15], [21]–[26], tốc độ tán sắc cực lớn nên vận tốc nhóm photon cực nhỏ [27]–[32] Đặc biệt, ta điều khiển tính chất nội nói nguyên tử laser bên Với tính chất bật đó, vật liệu EIT kỳ vọng tạo nhiều ứng dụng quan trọng Chẳng hạn, sử dụng vật liệu EIT cho lưu lưu trữ ánh sáng [33]–[38], lưỡng ổn định quang chuyển mạch quang [39]–[43] (phần tử cho xử lý thơng tin quang đại) có độ nhạy cao gấp hàng triệu lần so với sử dụng vật liệu phi tuyến Kerr truyền thống Hơn nữa, hệ số phi tuyến Kerr vật liệu EIT điều khiển độ lớn dấu nên điều khiển đặc trưng lưỡng ổn định quang chuyển mạch tồn quang, hay nói cách khác ứng dụng tạo thiết bị chuyển mạch quang chủ động Mơ hình để tạo vật liệu EIT dựa vào liên kết trạng thái siêu tinh tế nguyên tử với hai trường laser (trong có laser đóng vai trị điều khiển), cấu hình EIT hệ nguyên tử ba mức lượng (cấu hình lambda, chữ V bậc thang) Dưới tác dụng chùm laser bơm, môi trường trở nên suốt với chùm laser dò miền tần số (gọi cửa sổ suốt hay cửa sổ EIT) Mặc dù, vật liệu EIT ba mức lượng ứng dụng rộng rãi thiết bị photonic đại [40], [44], vật liệu có miền phổ suốt hẹp nên miền hoạt động thiết bị nằm miền tần số nhỏ Vì vậy, việc tìm giải pháp để tăng số cửa sổ suốt vật liệu EIT nhà khoa học quan tâm Một giải pháp nhiều nhà khoa học đề xuất sử dụng hệ nguyên tử có trạng thái siêu tinh tế gần [26], [43], [45], [46], chẳng hạn nguyên tử kim loại kiềm Khi đó, trường laser liên kết đồng thời nhiều dịch chuyển siêu tính tế gần nên tạo nhiều cửa sổ suốt Bên cạnh hiệu ứng EIT, kỹ thuật phổ phân giải siêu cao giúp dễ dàng quan sát hiệu ứng Macaluso-Corbino (còn gọi hiệu ứng quang-từ) Hiệu ứng phát lần nhà bác học Faraday chiếu ánh sáng qua môi trường rắn mơi trường tinh thể lỏng [47], [48] Sau hai nhà bác học Macaluso-Corbino quan sát hiệu ứng quay mặt phẳng phân cực chùm sáng truyền qua mơi trường khí ngun tử cho thấy phụ thuộc góc quay vào tần số, cường độ chùm laser [49], [50] Gần đây, hiệu ứng quang-từ nhận nhiều quan tâm nghiên cứu [51]–[54] có nhiều ứng dụng hữu ích chẳng hạn điều biến ánh sáng, từ kế siêu nhạy [55]–[57], v.v Ở nước ngồi, gần có số nghiên cứu thực nghiệm hiệu ứng EIT/EIA đa cửa sổ suốt Chẳng hạn, năm 2014 Kang Ying đồng nghiệp quan sát bảy cửa sổ EIT nguyên tử Rubi cấu hình chữ V cho hai chùm laser bơm dò chiều [45] Năm 2015, Dipankar Bhattacharyya đồng nghiệp quan sát năm đỉnh hấp thụ cảm ứng lọc lựa vận tốc (EIA), nguyên tử Rubi cấu hình lambda sáu mức lượng [58] Sau đó, Bo-Xun Wang đồng nghiệp tích hợp thêm giao thoa kế Mach-Zehnder để quan sát chiết suất nhóm mơi trường ngun tử khí Rb [26] Năm 2017, Khairul Islam đồng nghiệp quan sát sáu đỉnh hấp thụ EIA, hệ nguyên tử năm mức chữ V nguyên tử Rb [59] Các kết quan sát thực nghiệm cơng trình phù hợp tốt với mơ hình lý thuyết Tuy nhiên, tín hiệu phổ thu chưa thực rõ nét khảo sát khác chưa khai thác Ở nước, bên cạnh thành công nghiên cứu lý thuyết hiệu ứng EIT ứng dụng liên quan, nhóm nghiên cứu chúng tơi xây dựng thành cơng hệ thí nghiệm quan sát phổ suốt cảm ứng điện từ khí nguyên tử Rb nhiệt độ phòng [23], [60] Ưu điểm hệ thí nghiệm quan sát phổ EIT phổ tán sắc EIT với ba cửa sổ suốt rõ nét (độ suốt đạt gần 100%) Tuy nhiên, hệ thí nghiệm có nhược điểm lắp đặt dàn trải chưa linh động, độ ổn định chưa cao nên số vạch phổ EIT chưa quan sát khó thực thí nghiệm liên quan địi hỏi độ nhạy cao phi tuyến Kerr lưỡng ổn định quang Vì vậy, thiết kế xây dựng hệ thí nghiệm phổ phân giải cao có kích thước nhỏ gọn, tính ổn định cao, giá thành thấp, tích hợp nghiên cứu nhiều tính chất quang nguyên tử ứng dụng liên quan mong muốn nhóm nghiên cứu nước giới Với mong muốn xây dựng hệ thí nghiệm vậy, lựa chọn đề tài “Xây dựng hệ nghiên cứu tính chất quang nguyên tử Rubi” làm luận án tiến sĩ Trong hệ thí nghiệm này, chúng tơi sử dụng mơi trường khí ngun tử Rubi lí sau: Thứ nhất, cấu trúc mức lượng nguyên tử Rubi có tần số dịch chuyển phù hợp với tần số laser diode sử dụng rộng rãi thị trường; Thứ hai, nguyên tử Rubi thuộc nhóm kim loại kiềm có điện tử lớp ngồi nên có cấu trúc mức lượng đơn giản khoảng cách tần số mức lượng tương đối gần Do đó, cần sử dụng chùm laser dễ dàng liên kết nhiều dịch chuyển lân cận; Thứ ba, nguyên tử Rubi dễ dàng chuyển sang thể khí nhiệt độ phịng dễ tạo mẫu Mục tiêu nghiên cứu Thiết kế xây dựng hệ thí nghiệm phổ phân giải cao, có kích thước nhỏ gọn, tính ổn định cao, giá thành thấp, tích hợp nhiều phép đo phổ phân giải siêu cao khác Từ đó, sử dụng hệ thí nghiệm để nghiên cứu tính chất quang mơi trường khí ngun tử Rubi Nội dung nghiên cứu Để đạt mục tiêu đặt ra, nội dung luận án tập trung vấn đề sau: - Tìm hiểu hệ thí nghiệm liên quan nước nước, nắm ưu, nhược điểm hệ thí nghiệm có Từ đó, đề xuất thiết kế xây dựng hệ thí nghiệm đa khảo sát nhiều tính chất quang mơi trường khí ngun tử dựa hiệu ứng EIT - Xây dựng quy trình thực phép đo phổ nguyên tử Rubi - Định hướng phát triển hệ thí nghiệm nghiên cứu ứng dụng liên quan Phương pháp nghiên cứu - Lý thuyết Chúng dựa vào nguyên lý đo phổ phân giải cao như: Phổ hấp thụ tán sắc bão hoà, phổ bơm chọn lọc vận tốc, phổ suốt cảm ứng điện từ, v.v Đồng thời, dựa nguyên lý đo hiệu ứng liên quan chiết suất nhóm, hệ số phi tuyến Kerr, lưỡng ổn định quang, v.v Dựa vào lý thuyết bán cổ điển hình thức luận ma trận mật độ để xây dựng mơ hình lý thuyết mơ kết nghiên cứu - Thực nghiệm + Phát triển hệ thí nghiệm có, xây dựng hệ thí nghiệm thực nhiều phép đo để nghiên cứu tính chất quang mơi trường khí ngun tử Rubi + Từ liệu thu phép đo, sử dụng phần mềm xử lý số liệu để đưa đường thực nghiệm, qua phân tích thay đổi tính chất quang mơi trường theo tham số laser điều khiển Cấu trúc luận án Ngoài phần mở đầu phần kết luận, luận án có ba chương trình bày sau: Chương I Các nguyên lý đo phổ phân giải cao Trong chương này, chúng tơi trình bày ngun lý đo phổ phân giải cao để làm sở cho việc xây dựng hệ thí nghiệm nghiên cứu tính chất quang ngun tử Ở đây, chúng tơi trình bày nguyên lý khảo sát số ứng dụng hiệu ứng suốt cảm ứng điện từ, để định hướng xây dựng hệ thí nghiệm tồn diện khn khổ luận án Chương II Xây dựng hệ thí nghiệm nghiên cứu tính chất quang mơi trường ngun tử Trong chương này, sở số hệ thí nghiệm phổ ngun tử cơng bố năm gần đây, thơng qua phân tích ưu nhược điểm hệ thí nghiệm có Chúng tơi xây dựng hệ thí nghiệm đa chức năng, nhỏ gọn, có tính ổn định độ nhạy cao khảo sát tính chất quang Dựa vào thiết bị có phịng thí nghiệm, thiết kế xây dựng hệ thí nghiệm đo phổ nguyên tử bao gồm phổ hấp thụ bão hòa, tán sắc bão hòa, phổ bơm chọn lọc vận tốc, v.v Chương III Nghiên cứu tính chất quang khí ngun tử Trong chương này, chúng tơi tiến hành thực phép đo phổ nghiên cứu tính chất quang mơi trường dựa hệ thí nghiệm xây dựng Đồng thời, tiến hành khảo sát mô hình phép đo ứng dụng tính chất quang mơi trường Qua đó, đưa thơng số sơ đồ nguyên lý phép đo, thiết bị cần thiết bổ sung để phát triển hệ thí nghiệm xây dựng Chương I CÁC NGUYÊN LÝ ĐO PHỔ PHÂN GIẢI CAO Trong chương này, chúng tơi trình bày nguyên lý đo phổ phân giải cao phổ hấp thụ bão hòa tán sắc, phổ bơm chọn lọc vận tốc, phổ suốt cảm ứng điện từ tán sắc, chiết suất nhóm phi tuyến Kerr hiệu ứng liên quan lưỡng ổn định chuyển mạch tồn quang Những nội dung trình bày chương sở lý thuyết cho việc xây dựng hệ thí nghiệm tích hợp nghiên cứu tính chất quang nguyên tử, thực chương 1.1 Nguyên lý đo phổ hấp thụ bão hòa tán sắc bão hòa 1.2 Nguyên lý đo phổ bơm chọn lọc vận tốc Hệ đo phổ bơm chọn lọc vận tốc sử dụng hai chùm laser lan truyền ngược chiều Hình 1.6 Chùm laser thứ có cường độ yếu gọi laser dị (DL1) Tần số laser dị khóa giá trị gần với tần số dịch chuyển cộng hưởng miền phổ cần khảo sát DL2 DL1 Hình 1.1 Sơ đồ nguyên lý đo phổ bơm chọn lọc vận tốc Khi laser bơm quét qua giá trị tần số này, nhóm nguyên tử tương ứng chuyển trạng thái bão hòa nên hệ số hấp thụ chùm dò giảm Điều dẫn đến xuất thời điểm cường độ chùm dò tăng lên tín hiệu thu vạch phổ Hình 1.8 Đối với nguyên tử 85Rb, khoảng cách cửa sổ từ trái sang phải 63,40 MHz; 63,40 MHz; 57,24 MHz; 63,40 MHz; 120,64 MHz Hình 1.2 Phổ bơm chọn lọc vận tốc nguyên tử 85Rb 1.3 Nguyên lý đo phổ suốt cảm ứng điện từ 1.4 Hiệu ứng Macaluso-Corbino Hiệu ứng Macaluso-Corbino quay mặt phẳng phân cực chùm sáng, truyền qua mơi trường khí có tồn từ trường ngồi với véctơ cảm ứng từ phương truyền Công thức biểu diễn mối liên hệ góc quay mặt phẳng phân cực  từ trường dạng:  L     /   2L  4 0l   c     /   2L     (1.26) Hình 1.13a biểu diễn phụ thuộc góc quay quang-từ  vào độ lệch tần chuẩn hóa (/) từ trường chuẩn hóa (L/) Từ Hình 1.13b, nhận thấy góc quay mặt phẳng phân cực ánh sáng truyền qua thay đổi nhiều lân cận giải tần số số cộng hưởng dịch chuyển đạt giá trị cực đại tần số cộng hưởng Ở xa tần miền số cộng hưởng không quan sát thấy quay mặt phẳng phân cực Trên Hình 1.13c cho thấy giá trị từ trường chuẩn hóa nhỏ, góc quay phân cực tỉ lệ thuận với độ lớn từ trường chuẩn hóa L/, ngồi chiều quay mặt phẳng phân cực cịn phụ thuộc vào hướng từ trường Hình 1.3 Sự phụ thuộc góc quay quang-từ  vào độ lệch tần từ trường chuẩn hóa (a) Sự phụ thuộc góc quay quang từ vào: (b) độ lệch tần chuẩn hóa (/) L/ = 0.1 (c) từ trường chuẩn hóa (L/) / = 1.5 Một số ứng dụng môi trường EIT 1.5.1 Đo vận tốc nhóm ánh sáng 1.5.2 Phi tuyến Kerr khổng lồ 1.5.3 Lưỡng ổn định quang 1.6 Nguyên tử Rubi (Rubidium) Chương II XÂY DỰNG HỆ THÍ NGHIỆM NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT QUANG CỦA MƠI TRƯỜNG NGUN TỬ Trong chương này, chúng tơi tìm hiểu tổng quan số hệ đo phổ ngun tử có phân tích ưu, nhược điểm hệ Trên sở đó, chúng tơi thiết kế xây dựng hệ thí nghiệm nhỏ gọn, tích hợp nhiều phép đo phổ khác Trường Đại học Vinh Sự thiết kế phải đảm bảo linh động dễ dàng thao tác chuyển đổi qua lại phép đo khác Hệ tích hợp cần đảm bảo tính xác ổn định phép đo 2.1 Một số hệ đo phổ nguyên tử 2.1.1 Hệ thí nghiệm hấp thụ bão hồ hãng Thorlabs 2.1.2 Hệ thí nghiệm hãng Teachspin 2.1.3 Hệ thí nghiệm EIT cấu hình chữ V bơm-dị chiều 2.1.4 Hệ thí nghiệm đo chiết suất nhóm ánh sáng 2.1.5 Thí nghiệm EIT trường Đại học Vinh 2.2 Xây dựng hệ thí nghiệm phân giải cao đa 2.2.1 Nguyên lý chung Trên sở phân tích ưu, nhược điểm hệ thí nghiệm đo phổ nguyên tử trên, thiết kế xây dựng hệ thí nghiệm tích hợp nhiều phép đo phổ Hệ thí nghiệm tích hợp phải đảm bảo yêu tố sau: + Quang trình đường chùm sáng nhỏ, giảm thiểu nhiễu mơi trường + Đa chức năng, chuyển đổi linh hoạt phép đo + Nhỏ gọn, dễ dàng di chuyển Hệ thí nghiệm gồm ba phần có sơ đồ khối Hình 2.13:  Bộ phận quang học: Phần hệ quang học gồm thiết bị quang đặt mặt bàn có kích thước 45 cm x 60 cm  Bộ phận điện tử: gồm ba module điều khiển Module điều khiển nguồn laser DL1 hãng Teachspin, module điều khiển nguồn laser DL2 hãng Moglabs module điều khiển nhiệt độ hãng Thorlabs Hình 2.1 Sơ đồ khối bệ thí nghiệm tích hợp nhỏ gọn  Bộ phận hiển thị lưu trữ số liệu: Các tín hiệu thu ba Photodetector kết nối với dao động ký điện tử hãng Tektronix Ở liệu ghi lại hình ảnh liệu số Sơ đồ bố trí phận quang học mặt bàn quang học mơ tả Hình 2.14 Ở đây, vị trí thiết bị quang bố trí cho thực linh hoạt phép đo phổ khác Hình 2.2 Sơ đồ bố trí thiết bị quang bề mặt quang học hệ nghiên cứu tính chất quang M1 – M7: gương phản xạ; S1 – S3: khóa chùm; ND1 – ND3: lọc trung hịa; BS1 – BS6: tách chùm; FPI: Giao thoa kế FabryPérot; MZI: Giao thoa kế Mach-Zehnder; P1 – P2: Kính phân cực; PD1 – PD3: Đầu thu quang; DL: Laser diode; IS: cách ly quang học Hệ sử dụng để quan sát phổ hấp thụ, phổ tán sắc, phổ hấp thụ bão hòa, phổ tán sắc bão hòa, phổ hấp thụ phổ tán sắc có mặt hiệu ứng EIT trường hợp có đồng thời hai chùm bơm chiều ngược chiều, thay đổi phương phân cực chùm sáng truyền qua mơi trường khí ngun tử 2.2.2 Bộ phận quang học Hình 2.3 Sơ đồ bố trí thiết bị bề mặt quang học hệ thí nghiệm 2.2.3 Bộ phận điều khiển 2.2.4 Bộ phận hiển thị 2.3 Sơ đồ nguyên lý phép đo phổ hệ thí nghiệm 11 Hình 2.8 Sơ đồ quang học hệ tạo EIT đa cửa sổ cấu hình chùm dị chùm bơm ngược chiều 2.3.4 Sơ đồ quang học quan sát phổ EIT cấu hình bơm dị chiều Hình 2.9 Sơ đồ quang học hệ tạo EIT đa cửa sổ cấu hình chùm dị chùm bơm chiều 2.3.5 Sơ đồ quang học quan sát phổ EIT hai chùm bơm 12 Hình 2.10 Sơ đồ quang học hệ tạo EIT đa cửa sổ cấu hình có đồng thời hai chùm bơm chiều ngược chiều 2.3.6 Sơ đồ quang học quan sát hiệu ứng Macaluso-Corbino Chương III NGHIÊN CỨU CÁC TÍNH CHẤT QUANG CỦA KHÍ NGUN TỬ Trong chương này, chúng tơi thực phép đo phổ nguyên tử Rb với hệ thí nghiệm xây dựng chương Trình bày chi tiết quy trình đo phổ, xử lý số liệu phổ xây dựng mơ hình lý thuyết để giải thích kết thu Đồng thời, có đánh giá so sánh với kết từ hệ thí nghiệm cơng bố Trên sở kết đo phổ, đề xuất số hướng phát triển hệ thí nghiệm thực thời gian tới 3.1 Khảo sát phổ hấp thụ tán sắc 3.1.1 Quy trình đo Sơ đồ quang học dùng để khảo sát phổ hấp thụ tán sắc mơ tả Hình 2.33 Hình 2.34 Khi thực đo phổ hấp thụ phổ tán sắc môi trường, sử dụng hệ laser DL1 hãng TeachSpin Do tần số đầu phát laser phụ thuộc vào ổn định tham số nguồn nuôi nên nguồn laser phải khởi động tối thiểu 30 phút trước tiến hành thao tác Bước 1: Khởi động nguồn laser, tăng cường độ dòng điện cho đầu phát laser lên 2.4 mA (ngưỡng phát laser điốt hãng Teachspin), quan sát chùm laser CCD camera, thấy tín hiệu laser sángtối theo quy luật thể laser phát Trong trường hợp thấy cường độ chùm laser không thay đổi, thể 13 buồng cộng hưởng laser chưa thỏa mãn điều kiện cộng hưởng để phát laser, cần điều chỉnh góc quay gương nhiễu xạ, tìm vị trí để có tín hiệu phát cực đại (đối với hệ laser lắp ráp ổn định, thơng thường q trình khơng cần phải thực lại) Bước 2: Tăng cường độ dòng điện cấp cho đầu phát laser DL1 lên 5,26 mA, bước sóng laser thay đổi đến khoảng 780,24 nm, dùng CCD camera thu phổ phát xạ huỳnh quang nguyên tử Rubi Điều chỉnh tần số laser DL1 cho tín hiệu hiển thị hình CCD camera đường sáng nhấp nháy liên tục Bước 3: Khi quan sát thấy xuất phổ huỳnh quang môi trường ứng với bước sóng 780.24 nm, điều chỉnh chùm laser vào giao thoa kế Fabry-Pérot cho tín hiệu phổ thu xuất vân giao thoa có tín hiệu lớn Điều chỉnh miền quét tần số laser đến giá trị 10 GHz Bước 4: Điều chỉnh nhánh giao thoa kế cho chùm tia hai nhánh giao thoa sau BS4 trùng khít lên nhau, để hiệu quang trình nhỏ 0.5 cm lập luận đưa mục 1.1 Bước 5: Điều chỉnh cường độ chùm laser Đối với chùm laser dò, phải điều chỉnh cường độ chùm laser nhỏ cường độ bão hòa Isat = mW/cm2, thiết lập ln điều khiển chùm laser dị xuống 0,1 mW/cm2 để tránh hiệu ứng tự hội tụ chùm tia Bước 6: Kết nối Photodetector với dao động ký điện tử Trong hệ Photodetector để chế độ có trở kháng nằm khoảng từ 100 K đến M tùy vào cường độ tín hiệu chùm laser dò 3.1.2 Phổ hấp thụ tán sắc 3.2 Khảo sát phổ hấp thụ bão hoà tán sắc bão hồ 3.2.1 Quy trình đo 3.2.2 Phổ hấp thụ bão hồ tán sắc bão hồ Hình 3.1 Phổ hấp thụ bão hòa (a) phổ tán sắc bão hòa (b) Kết phép đo phổ tán sắc bão hòa nguyên tử 85 Rb 87 Rb, mơ tả Hình 3.2 Chúng ta thấy đường tán sắc, vị trí vạch phổ hấp thụ bão hòa xuất thêm miền tán sắc thường Các miền tán sắc thường xuất đường tán sắc dị 14 thường Độ dốc đường tán sắc vị trí dịch chuyển siêu tinh tế tăng, chiết suất môi trường tăng cường 3.3 Khảo sát phổ EIT tán sắc EIT cấu hình bơm-dị ngược chiều 3.3.1 Quy trình đo phổ EIT tán sắc EIT 3.3.2 Phổ EIT tán sắc EIT cấu hình bơm-dị ngược chiều Hình 3.2 Phổ hấp thụ tán sắc nguyên tử 85Rb có mặt hiệu ứng EIT trường hợp cường độ chùm dò 0,07 mW/cm2, cường độ chùm laser liên kết mW/cm2 (a), phổ tán sắc khí nguyên tử 85Rb giảm tần số laser liên kết, toàn miền tán sắc dịch chuyển sang trái 68 MHz (b) Phổ EIT tán sắc EIT thu Hình 3.7 Kết phép đo cho thấy, hệ số hấp thụ chiết suất môi trường phụ thuộc vào cường độ tần số laser bơm Chúng ta thu tối đa miền tán sắc thường miền tán sắc dị thường Kết đo phù hợp với kết đo trước 3.4 Khảo sát phổ EIT tán sắc EIT cấu hình bơm-dị chiều 3.4.1 Quy trình đo 3.4.2 Phổ EIT tán sắc EIT cấu hình bơm-dị chiều Chúng ta thấy rằng, đường Doppler, xuất cửa sổ EIT có ba cửa sổ có cường độ lớn ứng với dịch chuyển từ phải sang 5S1/2 (F=3)→5P3/2 (F’=4) nhóm nguyên tử liên kết với 5S1/2 (F = 3) → 5P3/2 (F’ = 2); 5S1/2 (F = 3)→5P3/2 (F’ = 4) nhóm nguyên tử liên kết với 5S1/2 (F = 3) → 5P3/2 (F’ = 3) 5S1/2 (F = 3) → 5P3/2 (F’ = 3) nhóm nguyên tử liên kết với 5S1/2 (F = 3) → 5P3/2 (F’ = 2) 15 Hình 3.3 Phổ hấp thụ (1) phổ tán sắc (2) nguyên tử 85Rb có mặt hiệu ứng EIT 3.5 Phổ bơm chọn lọc vận tốc 3.5.1 Quy trình đo 3.5.2 Đo phổ bơm chọn lọc vận tốc Trong trường hợp chùm laser bơm ngược chiều với laser dò, hình ảnh phổ thu Hình 3.9 Ở đây, trường hợp chùm laser bơm ngược chiều với chùm laser dò, số vạch phổ thu được Khoảng cách vạch phổ 63,41  1,12 MHz; 63,42  1,12 MHz; 57,36  1,12 MHz; 63,39  1,12 MHz; 120,60  1,12 MHz Hình 3.4 Tín hiệu phổ bơm chọn lọc vận tốc nguyên tử 85Rb chùm bơm ngược chiều chùm dò Đối chiếu kết thực nghiệm với mơ hình lý thuyết trình bày mục 1.2 thấy vị trí vạch phổ phù hợp với mơ hình lý thuyết đưa Cường độ vạch phổ ứng với hai dịch 16 chuyển thứ bốn thứ năm lớn chồng chập tăng cường suốt cảm ứng điện từ hai nhóm nguyên tử B, C A, C 3.6 Khảo sát phổ EIT cấu hình hai chùm bơm ngược chiều 3.6.1 Quy trình đo 3.6.2 Phổ EIT hai chùm bơm chiều ngược chiều với chùm dị Trong thí nghiệm này, chúng tơi đo phổ hấp thụ có mặt hiệu ứng EIT cách sử dụng hai chùm laser bơm Hai chùm tách từ laser DL2 truyền ngược chiều Cố định tần số laser DL2 dịch chuyển có độ lệch  = 100 MHz so với dịch chuyển F =  F = miền đỏ Điều chỉnh cường độ hai chùm laser giá trị mW/cm2, tín hiệu thu biểu diễn Hình 3.10 Trong Hình 3.10a cho thấy tín hiệu chùm laser dị có dạng Gauss, có 13 cửa sổ EIT đường mở rộng Doppler ứng với dịch chuyển 52S1/2 (F = 3) → 52P3/2 (F’ = 2, 3, 4) sáu nhóm nguyên tử chuyển động nhiệt với vận tốc khác Hình 3.5 Phổ EIT 13 cửa sổ đường Doppler nguyên tử 85Rb a) thí nghiệm, b) lý thuyết Để giải thích kết thí nghiệm, chúng tơi sử dụng mơ hình hệ bốn mức lượng, cấu hình chữ V Số dịch chuyển xác định theo giản đồ mức lượng Hình 3.11, ta xét số dịch chuyển theo hai trường hợp: Trường hợp thứ nhất, chùm bơm chiều với chùm dò, chùm bơm liên kết với ba dịch chuyển |1  |2, |1  |3 |1  |4 ứng với ba nhóm nguyên tử A, B, C Do hiệu ứng Doppler, chùm dị có ba giá trị tần số cộng hưởng với nhóm nguyên tử Tuy nhiên có giá trị tần số chùm dò cộng hưởng với ba nhóm nguyên tử, nên thu giá trị tần số chùm dò cộng hưởng với ba nhóm nguyên tử Nhóm A:  pA1 = 12 - c2 = c,  pA2 = 13 - c2 = 13 - 12 + c, (3.3) (3.4) 17  pA3 = 14 - c2 = 14 - 12 + c (3.5)  pB1 = 12 - c3 = 12 - 13 + c, (3.6) Nhóm B:  pB2 = 13 - c = c, (3.7)  pB3 = 14 - c3 = 14 - 13 + c (3.8)  Cp1 = 12 - c4 = 12 - 14 + c, (3.9) Nhóm C:  Cp2 = 13 - c4 = 13 - 14 + c,  Cp3 = 14 - c4 = c (3.10) (3.11) Trường hợp thứ hai: chùm bơm ngược chiều với chùm dò, chùm bơm liên kết với ba dịch chuyển |1  |2, |1  |3 |1  |4 ứng với ba nhóm nguyên tử D, E, H Do hiệu ứng Doppler, chùm dị có ba giá trị tần số cộng hưởng với nhóm nguyên tử Tuy nhiên, có ba giá trị tần số trùng ba nhóm nguyên tử, nên thu giá trị tần số chùm dị cộng hưởng với ba nhóm nguyên tử Nhóm D:  pD1 = 12 + c2 = 212 - c, (3.12)  pD2 = 13 + c2 = 13 + 12- c, (3.13)  pD3 = 14 + c2 = 14 + 12 - c (3.14)  pE1 = 12 + c3 = 12 + 13 - c, (3.15) Nhóm E:  pE2 = 13 + c3 = 213 - c, (3.16)  pE3 = 14 + c3 = 14 + 13 - c (3.17)  pH1 = 12 + c4 = 12 + 14 - c, (3.18)  pH2 = 13 + c4 = 13 + 14 - c, (3.19) Nhóm H: 18  pH3 = 14 + c4 = 214 - c (3.20) Do đó, thu 13 cửa sổ EIT thay đổi tần số laser dị kết mơ Hình 3.10b (xem phục lục B) Kết thí nghiệm thu vị trí cửa sổ EIT tương ứng với dịch chuyển Bảng 3.1 (xem chi tiết luận án) 3.7 Khảo sát phổ hấp thụ cảm ứng điện từ (EIA) cấu hình bơm – dị ngược chiều 3.7.2 Phổ EIA cấu hình bơm-dị ngược chiều Kết thu tín hiệu phổ EIA Hình 3.12 Hình 3.6 Phổ hấp thụ có mặt hiệu ứng EIA ứng với dịch chuyển 52S1/2(F = 1)  52P3/2(F = 0, 1, 2) nguyên tử 87Rb Chúng ta thấy hấp thụ xuất năm vị trí EIA, mơ hình giải thích hình thành vị trí EIA biểu diễn Hình 3.13 Khi dịch chuyển tần số chùm laser bơm lượng 169,90  1,12 MHz, tín hiệu phổ chùm dò thu cho thấy tăng tần số chùm laser bơm 169,90  1,12 MHz, tín đỉnh hấp thụ cộng hưởng dịch sang phải lượng 169,90  1,12 MHz Hình ảnh phổ chùm laser dò thay đổi tần số laser bơm biểu diễn Hình 3.12b Hệ số hấp thụ môi trường phụ thuộc vào tần số laser dị laser bơm Khi laser bơm khóa tần số c gần dịch chuyển 52S1/2(F = 2)  52P3/2(F = 2), hệ số hấp thụ môi trường tăng cường năm giá trị tần số p1, p2, p3, p4, p5 đưa biểu thức (3.26) đến (3.30) 3.8 Khảo sát hiệu ứng Macaluso-Corbino 3.8.1 Quy trình đo 3.8.2 Hiệu ứng Macaluso-Corbino (MC) 19 Kết thực nghiệm cho thấy, quay mặt phẳng phân cực ánh sáng dải tần số gần với dịch chuyển cộng hưởng D2 52P3/2 (F = 2, 3, 4)  52S1/2(F = 3); 52P3/2 (F = 1, 2, 3)  52S1/2 (F = 2) nguyên tử 85Rb 52P3/2 (F= 1, 2, 3)  52S1/2 (F = 2); 52P3/2 (F = 2, 1, 0)  52S1/2 (F = 1) nguyên tử 87 Rb (Hình 3.16) Khi có mặt từ trường ngồi, tượng quay quang-từ xuất làm thay đổi vị trí đỉnh hấp thụ, làm thay đổi trạng thái từ hấp thụ sang suốt Đây sở để xây dựng hệ chuyển mạch quang-từ cấp độ nguyên tử Hình 3.7 Sự phụ thuộc góc quay mặt phẳng phân cực ánh sáng vào từ trường ngoài, (a) đường mô theo lý thuyết, (b - e) đường thực nghiệm giá trị từ trường khác  = 600 3.9 Khảo sát chuyển mạch quang 3.9.1 Mơ hình lý thuyết Xét hệ ngun tử bốn mức cấu hình kép V + Ξ Hình 3.26a Theo đó, hệ gồm trạng thái |1 ba trạng thái kích thích |2, |3, |4 tương ứng với mức lượng |5S1/2, F = 1, |5P3/2, F = 2, |5P1/2, F = 2, |5D5/2, F = 1 mơ tả Hình 3.26b Chùm dị có cường độ yếu với tần số p tần số Rabi p tác dụng lên dịch chuyển |1  |2, dịch chuyển |1|3 |2|4 kích thích laser coupling (tần số c) chùm tín hiệu (tần số s) với tần số Rabi c s, tương ứng Ở đây, trường dò (đường nét liền) sóng liên tục chuyển đổi trường tín hiệu Trong Hình 3.27a, cường độ trường tín hiệu Ωs(τ) = Ωs0{1 − 0.5tanh [0.4(τ − 20)] + 0.5tanh[0.4(τ−45)] − 0.5tanh[0.4(τ−70)] + 0.5tanh[0.4(τ−95)]} với chu kỳ 50/21 Trong Hình 3.27b, cường độ trường tín hiệu Ωs(τ) = Ωs0{1 − 0.5tanh[0.2(τ−40)] + 0.5tanh[0.2(τ−90)] − 0.5tanh[0.2(τ−140)] + 0.5tanh[0.2(τ−190)]} với chu kỳ xấp xỉ 100/21 Trong hai trường hợp, biên độ trường tín hiệu chuẩn hóa giá trị đỉnh Ωs0 = 921 Từ Hình 3.27a cho thấy chu kỳ chùm dị chu kỳ chùm tín hiệu giống Hơn nữa, chùm dò truyền qua chuyển đổi theo chế độ ON OFF chùm tín hiệu chuyển đổi tín hiệu từ OFF ON tương ứng Mặt khác, dao động xung dò bị dập tắt độ rộng xung tín hiệu lớn (Hình 3.27b) 20 Hình 3.26 (a) Sơ đồ nguyên tử cấu hình kép V + Ξ, (b) sơ đồ mức lượng nguyên tử 87Rb Hình 3.27 Sự thay đổi tín hiệu chùm dị liên tục trường tín hiệu chuyển đổi với chu kỳ 50/21 (a) 100/21 (b) Với tham số Ωp0 = 0.0121, Ωs0 = Ωc = 921, p = 0, c = 0, s = 0; thời gian τ tính theo đơn vị 21-1 3.9.2 Mơ hình thực nghiệm 3.10 Khảo sát chiết suất âm 3.10.1 Mơ hình lý thuyết Ngun lý đo chiết suất âm môi trường EIT tương tự việc đo tán sắc hiệu ứng EIT trình bày mục 2.3.1 Ở đây, xây dựng mơ hình lý thuyết để tạo chiết suất âm mơi trường khí ngun tử Rubi dựa vào hiệu ứng EIT Từ đó, tìm tham số cần thiết cho việc khảo sát thực nghiệm chiết suất âm Chúng tơi xét hệ ba mức cấu hình Lamda Hình 3.19 Chúng ta xác định chiết suất môi trường sau: n    r  D  r  D  (3.47) Chúng tơi áp dụng kết tính toán cho nguyên tử 87Rb với trạng thái 5S1/2 (F = 1), 5P1/2(F = 2) 5S1/2(F = 2) tương ứng với mức lượng , Mật độ nguyên tử tham số khác 21 N = 1027 nguyên tử/m3, m = 1.44  1027 kg, d21 = 1,2  1029 C.m, m31 = 7,26  1023 A.m2, 21 = 23 = MHz, 0 = 8,85  1012 Fm1, 0 = 4  107 NA2 kB = 1,38  1023 J/K Hình 3.19 Hệ nguyên tử ba mức cấu hình Lamda Biên độ chiết suất âm thay đổi điều chỉnh cường độ laser bơm Chẳng hạn, chúng tơi cố định tần số chùm dị p = MHz thuộc miền chiết suất âm biểu diễn Hình 3.21, vẽ đồ thị chiết suất theo cường độ laser bơm Hình 3.22 Từ hình vẽ thấy hai độ từ thẩm (đường gạch gạch) độ điện thẩm (đường liền nét) thay đổi từ giá trị từ dương đến âm ngược lại cường độ (hay tần số Rabi) chùm bơm thay đổi từ đến 100 MHz Điều ứng với tần số chùm laser dò cho trước, thay đổi cường độ chùm bơm dẫn đến thay đổi suốt cảm ứng điện từ (EIT) hấp thụ cảm ứng (EIA) [54] nên làm thay đổi dạng đường cong tán sắc Trong trường hợp này, chúng tơi tìm thấy mơi trường có chiết suất âm 38 MHz  c < 78 MHz Hình 3.8 Sự phụ thuộc độ từ thẩm, độ điện thẩm chiết suất vào cường độ laser bơm p = MHz, c = MHz T = 300 K 3.10.2 Mơ hình thực nghiệm 3.11 Một số nghiên cứu mở rộng hệ thí nghiệm tích hợp 3.11.1 Xác định vận tốc nhóm ánh sáng 22 Chúng đề xuất sơ đồ đo vận tốc nhóm ánh sáng trực quan dựa vào độ lệch xung truyền hai laser có tần số phát khác nhau, xung truyền qua buồng mẫu, xung tham chiếu Sơ đồ quang học việc đo vận tốc nhóm ánh sáng dựa vào so sánh hiệu quang trình hai hai xung sáng bố trí Hình 3.17 Trong sơ đồ quang học này, bổ sung thêm hai điều biến điện quang (AOM – Acousto-optic modulator) dùng để tạo xung phát (cỡ nano giây) laser dò laser tham chiếu Hình 3.9 Sơ đồ lắp đặt hệ đo vận tốc nhóm ánh sáng 3.11.2 Xác định phi tuyến Kerr Sơ đồ bố trí thí nghiệm đo phi tuyến Kerr biểu diễn Hình 3.18 Hệ xây dựng tương tự hệ đo vận tốc nhóm Chúng tơi bố trí thêm điều biến điện quang (EOM - Electro-Optic Modulator) để điều biến cường độ chùm laser dị laser tham chiếu Hình 3.10 Sơ đồ lắp đặt hệ đo hệ số phi tuyến Kerr 23 3.11.3 Các thiết bị linh kiện cần thiết bổ sung để phát triển hệ thí nghiệm Hệ chuyển mạch quang phát triển dựa hệ thí nghiệm tích hợp trình bày chương II Do thiết bị sử dụng cho hệ chuyển mạch quang tương tự trình bày mục 2.2 Laser LD3 laser hãng Moglabs trình bày mục 2.2 Ngồi hệ cịn cần bổ sung thêm số thiết bị sau: a Bộ điều biến điện quang (EOM) b Bộ điều biến âm quang (AOM) KẾT LUẬN CHUNG Trên sở phân tích ưu nhược điểm, hệ quan sát phổ hấp thụ, tán sắc có hiệu ứng bão hịa, EIT EIA cơng bố gần (trong nước giới) Chúng tơi thiết kế xây dựng hệ thí nghiệm tích hợp 12 phép đo phổ phân giải cao dùng để nghiên cứu tính chất quang môi trường, bao gồm: + Đo phổ hấp thụ hấp thụ bão hòa + Đo phổ tán sắc tán sắc bão hòa + Đo phổ hấp thụ phổ tán sắc EIT với ba cấu hình khác gồm cấu hình bơm-dị chiều, cấu hình bơm-dị ngược chiều cấu hình hai chùm bơm ngược chiều + Đo phổ EIT dựa kỹ thuật bơm chọn lọc vận tốc + Quan sát hiệu ứng Macaluso-Corbino + Đo phổ hấp thụ EIA trường hợp chùm bơm ngược chiều với chùm dị Hệ thí nghiệm xây dựng mặt bàn quang học, có kích thước nhỏ gọn (45 cm x 60 cm), dễ dàng chuyển đổi cấu hình đo phổ khác cách đóng mở khóa chùm gương phản xạ Điều làm giảm chi phí xây dựng chi phí vận hành so với nhiều hệ dàn trải, thiết kế linh động hệ giúp tiết kiệm thời gian lắp đặt, khảo sát thí nghiệm khác Đặc biệt, quan sát 13 vạch phổ EIT sử dụng hai chùm bơm truyền ngược chiều Kết đòi hỏi độ phân giải cao kết thực nghiệm công bố Trên sở nghiên cứu tính chất quang môi trường, tiến hành xây dựng số mơ hình lý thuyết phù hợp tốt với phép đo thực nghiệm đề tài tài Từ đó, đề xuất hướng phát triển hệ thiết bị mơ hình lý thuyết cho nghiên cứu chuyển mạch tồn quang, chiết suất âm vận tốc nhóm ánh sáng 24 Các kết nghiên cứu có vai trị quan trọng khơng kiểm nghiệm kết nghiên cứu lý thuyết mà tạo tiền đề quan trọng cho đầu tư phát triển nghiên cứu thực nghiệm điều khiển tính chất quang nguyên tử trường đại học với kinh phí hợp lý, thúc đẩy nghiên cứu ứng dụng liên quan tương lai Hệ thí nghiệm gửi đăng ký sáng chế Cục sở hứu trí tuệ quốc gia CÁC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ A Các báo tạp chí nước quốc tế Nguyen Van Ai, Nguyen Huy Bang and Le Van Doai, “Negative refractive index in a Doppler broadened three-level Λ-type atomic medium”, Physica scripta, 97 (2022) 025503 https://doi.org/10.1088/14024896/ac437a Khoa Dinh Xuan, Ai Nguyen Van, Dong Hoang Minh, Doai Le Van, and Bang Nguyen Huy “AllOptical Switching In A Medium of A Four-Level Vee-Cascade Atomic Medium”, Optical and quantum electronics, 164 (2022) 63 https://doi.org/10.21203/rs.3.rs-833664/v1 Nguyen Van Ai, Do Mai Trang, Le Canh Trung, Luong Thi Yen Nga, Trinh Ngoc Hoang, Le Van Doai, Nguyen Van Phu, Dinh Xuan Khoa and Nguyen Huy Bang, “Phổ tán sắc hiệu ứng EIT mơi trường khí ngun tử 85Rb có hiệu ứng Doppler,” Tạp chí khoa học trường Đại học Vinh, Tập 49 - Số 4A/2020, tr 5-11 Le Canh Trung, Nguyen Van Ai, Phan Van Thuan, Dinh Xuan Khoa, and Nguyen Huy Bang, “Measurement of dispersion in a Doppler broaden 87Rb atoms under optically saturated excitation”, The 5th Academic Conference on Natural Science for Young Scientists, Masters, and PhD Students from ASEAN Countries, 4-7 October 2017, Da Lat, Vietnam, ISBN: 978-604-913-088-5, pp 98-103 Phan Van Thuan, Ta Tram Anh, Le Canh Trung, Nguyen Tien Dung, Luong Thi Yen Nga, Dinh Xuan Khoa, Le Van Doai, Nguyen Huy Bang, and Nguyen Van Ai ‘Controlling Optical Bistability in a Five-Level Cascade EIT Medium’ Communications in Physics 26, no (18 July 2016): 33–33 https://doi.org/10.15625/0868-3166/26/1/8213 Nguyen Van Ai, Le Van Doai, Do Mai Trang, Phan Van Thuan, Dinh Xuan Khoa, and Nguyen Huy Bang, “A novel compact spectroscopic setup for teaching atomic physics in universities”, submitted to Physical Review A (2022) B Sáng chế Tên sáng chế: Bộ KIT tạo hiệu ứng suốt cảm ứng điện từ (EIT) phổ phân giải siêu cao (được chấp nhận đơn), Cục sở hữu trí tuệ quốc gia (số đơn: 1-2021-01614) C Báo cáo trình bày hội thảo khoa học Le Canh Trung, Nguyen Van Ai, Phan Van Thuan, Dinh Xuan Khoa, and Nguyen Huy Bang, “Measurement of dispersion in a Doppler broaden 87Rb atoms under optically saturated excitation”, The 5th Academic Conference on Natural Science for Young Scientists, Masters, and PhD Students from ASEAN Countries, 4-7 October 2017, Da Lat, Vietnam (Oral), ISBN: 978-604-913-088-5, pp 98-103 Nguyen Van Ai, Le Canh Trung, Phan Van Thuan, Dinh Xuan Khoa, and Nguyen Huy Bang, “A compact setup for generation of multi-eit in a Rubidium atomic gaseous medium”, Hội nghị quang học quang phổ lần thứ 10, 10-15 tháng 11 năm 2018, Quảng Ninh, Vietnam (Oral) Nguyen Huy Bang, Nguyen Van Ai, Phan Van Thuan, Luong Thi Yen Nga, Le Canh Trung, Dinh Xuan Khoa, “A compact spectroscopic setup for teaching Atomic physics in universities”, The 6th Academic Conference on Natural Science for Young Scientists, Masters, and PhD Students from ASEAN Countries, 23-26 October 2019, Thai Nguyen, Vietnam (Oral), ISBN: 978-604-913-088-5, pp 98-103 Nguyen Van Ai, Le Canh Trung, Phan Van Thuan, Dinh Xuan Khoa, and Nguyen Huy Bang, “Observation of mutil EIT in doppler broadening atomic gas”, The Conference New Trends in Contemporary Optics, 23- 29 september 2019, Vinh university,Vinh, Vietnam (Poster) Nguyen Van Ai, Do Mai Trang, Nguyen Van Phu, Le Canh Trung, Phan Van Thuan, Luong Thi Yen Nga, Nguyen Huy Bang, “Observation of Macaluso-Corbino Effect in a gaseous Rubidium”, Hội nghị quang học quang phổ lần thứ 11, - tháng 11 năm 2020 Tp Hịa Bình, Việt Nam (Poster) Nguyen Van Ai, Le Van Doai, Luong Thi Yen Nga, Phan Van Thuan, Dinh Xuan Khoa and Nguyen Huy Bang, “Compact intergraded experimental system for observation fundamental atomic spectra”, The 7th academic conference on natural science for young scientists master and PhD Students from Asian countries (CASEAN7) , 14-17 October, 2021, Ha Noi - Vinh, Vietnam (Oral) ... sáng tỏ cấu trúc vi mô nguyên tử/phân tử đến cấp độ siêu tinh tế Thiết kế xây dựng hệ thí nghiệm nghiên cứu cấu trúc phổ phân giải siêu cao nghiên cứu tính chất quang nguyên tử chủ đề nhà khoa... tử ứng dụng liên quan mong muốn nhóm nghiên cứu nước giới Với mong muốn xây dựng hệ thí nghiệm vậy, lựa chọn đề tài ? ?Xây dựng hệ nghiên cứu tính chất quang nguyên tử Rubi” làm luận án tiến sĩ... vận tốc, v.v Chương III Nghiên cứu tính chất quang khí nguyên tử Trong chương này, tiến hành thực phép đo phổ nghiên cứu tính chất quang mơi trường dựa hệ thí nghiệm xây dựng Đồng thời, tiến

Ngày đăng: 15/07/2022, 17:09

Hình ảnh liên quan

Hình 1.1 Sơ đồ nguyên lý đo phổ bơm chọn lọc vận tốc. - Tóm tắt: Xây dựng hệ nghiên cứu tính chất quang của nguyên tử Rubi.

Hình 1.1.

Sơ đồ nguyên lý đo phổ bơm chọn lọc vận tốc Xem tại trang 6 của tài liệu.
Hình 1.2 Phổ bơm chọn lọc vận tốc của nguyên tử 85Rb - Tóm tắt: Xây dựng hệ nghiên cứu tính chất quang của nguyên tử Rubi.

Hình 1.2.

Phổ bơm chọn lọc vận tốc của nguyên tử 85Rb Xem tại trang 7 của tài liệu.
Hình 1.3 Sự phụ thuộc góc quay quang-từ  vào độ lệch tần và từ trường chuẩn hóa (a). Sự phụ thuộc của góc quay - Tóm tắt: Xây dựng hệ nghiên cứu tính chất quang của nguyên tử Rubi.

Hình 1.3.

Sự phụ thuộc góc quay quang-từ  vào độ lệch tần và từ trường chuẩn hóa (a). Sự phụ thuộc của góc quay Xem tại trang 8 của tài liệu.
2.1.3. Hệ thí nghiệm EIT cấu hình chữ V bơm-dị cùng chiều 2.1.4. Hệ thí nghiệm đo chiết suất nhóm ánh sáng  - Tóm tắt: Xây dựng hệ nghiên cứu tính chất quang của nguyên tử Rubi.

2.1.3..

Hệ thí nghiệm EIT cấu hình chữ V bơm-dị cùng chiều 2.1.4. Hệ thí nghiệm đo chiết suất nhóm ánh sáng Xem tại trang 9 của tài liệu.
Hình 2.2 Sơ đồ bố trí các thiết bị quang trên bề mặt quang học của hệ nghiên cứu tính chất quang - Tóm tắt: Xây dựng hệ nghiên cứu tính chất quang của nguyên tử Rubi.

Hình 2.2.

Sơ đồ bố trí các thiết bị quang trên bề mặt quang học của hệ nghiên cứu tính chất quang Xem tại trang 10 của tài liệu.
Hình 2.3 Sơ đồ bố trí các thiết bị trên bề mặt quang học của hệ thí nghiệm. - Tóm tắt: Xây dựng hệ nghiên cứu tính chất quang của nguyên tử Rubi.

Hình 2.3.

Sơ đồ bố trí các thiết bị trên bề mặt quang học của hệ thí nghiệm Xem tại trang 10 của tài liệu.
Hình 2.4 Sơ đồ quang học quan sát phổ hấp thụ. - Tóm tắt: Xây dựng hệ nghiên cứu tính chất quang của nguyên tử Rubi.

Hình 2.4.

Sơ đồ quang học quan sát phổ hấp thụ Xem tại trang 11 của tài liệu.
Hình 2.5 Sơ đồ quang học quan sát phổ tán sắc. - Tóm tắt: Xây dựng hệ nghiên cứu tính chất quang của nguyên tử Rubi.

Hình 2.5.

Sơ đồ quang học quan sát phổ tán sắc Xem tại trang 11 của tài liệu.
Hình 2.7 Sơ đồ quang học quan sát phổ tán sắc bão hòa. 2.3.3. Sơ đồ quang học quan sát EIT cấu bình bơm-dị ngược chiều  - Tóm tắt: Xây dựng hệ nghiên cứu tính chất quang của nguyên tử Rubi.

Hình 2.7.

Sơ đồ quang học quan sát phổ tán sắc bão hòa. 2.3.3. Sơ đồ quang học quan sát EIT cấu bình bơm-dị ngược chiều Xem tại trang 12 của tài liệu.
Hình 2.6 Sơ đồ quang học quan sát phổ hấp thụ bão hòa. - Tóm tắt: Xây dựng hệ nghiên cứu tính chất quang của nguyên tử Rubi.

Hình 2.6.

Sơ đồ quang học quan sát phổ hấp thụ bão hòa Xem tại trang 12 của tài liệu.
Hình 2.8 Sơ đồ quang học của hệ tạo EIT đa cửa sổ cấu hình chùm dị và chùm bơm ngược chiều - Tóm tắt: Xây dựng hệ nghiên cứu tính chất quang của nguyên tử Rubi.

Hình 2.8.

Sơ đồ quang học của hệ tạo EIT đa cửa sổ cấu hình chùm dị và chùm bơm ngược chiều Xem tại trang 13 của tài liệu.
Hình 2.9 Sơ đồ quang học của hệ tạo EIT đa cửa sổ cấu hình chùm dị và chùm bơm cùng chiều - Tóm tắt: Xây dựng hệ nghiên cứu tính chất quang của nguyên tử Rubi.

Hình 2.9.

Sơ đồ quang học của hệ tạo EIT đa cửa sổ cấu hình chùm dị và chùm bơm cùng chiều Xem tại trang 13 của tài liệu.
Hình 2.10 Sơ đồ quang học của hệ tạo EIT đa cửa sổ cấu hình có đồng thời cả hai chùm bơm cùng chiều và ngược chiều - Tóm tắt: Xây dựng hệ nghiên cứu tính chất quang của nguyên tử Rubi.

Hình 2.10.

Sơ đồ quang học của hệ tạo EIT đa cửa sổ cấu hình có đồng thời cả hai chùm bơm cùng chiều và ngược chiều Xem tại trang 14 của tài liệu.
Hình 3.1 Phổ hấp thụ bão hòa (a) và phổ tán sắc bão hòa (b). - Tóm tắt: Xây dựng hệ nghiên cứu tính chất quang của nguyên tử Rubi.

Hình 3.1.

Phổ hấp thụ bão hòa (a) và phổ tán sắc bão hòa (b) Xem tại trang 15 của tài liệu.
3.3. Khảo sát phổ EIT và tán sắc EIT cấu hình bơm-dị ngược chiều 3.3.1. Quy trình đo phổ EIT và tán sắc EIT  - Tóm tắt: Xây dựng hệ nghiên cứu tính chất quang của nguyên tử Rubi.

3.3..

Khảo sát phổ EIT và tán sắc EIT cấu hình bơm-dị ngược chiều 3.3.1. Quy trình đo phổ EIT và tán sắc EIT Xem tại trang 16 của tài liệu.
Trong trường hợp chùm laser bơm ngược chiều với laser dị, hình ảnh phổ thu được như Hình 3.9 - Tóm tắt: Xây dựng hệ nghiên cứu tính chất quang của nguyên tử Rubi.

rong.

trường hợp chùm laser bơm ngược chiều với laser dị, hình ảnh phổ thu được như Hình 3.9 Xem tại trang 17 của tài liệu.
Hình 3.3 Phổ hấp thụ (1) và phổ tán sắc (2) của nguyên tử 85Rb khi có mặt hiệu ứng EIT. - Tóm tắt: Xây dựng hệ nghiên cứu tính chất quang của nguyên tử Rubi.

Hình 3.3.

Phổ hấp thụ (1) và phổ tán sắc (2) của nguyên tử 85Rb khi có mặt hiệu ứng EIT Xem tại trang 17 của tài liệu.
3.6. Khảo sát phổ EIT cấu hình hai chùm bơm ngược chiều nhau 3.6.1. Quy trình đo  - Tóm tắt: Xây dựng hệ nghiên cứu tính chất quang của nguyên tử Rubi.

3.6..

Khảo sát phổ EIT cấu hình hai chùm bơm ngược chiều nhau 3.6.1. Quy trình đo Xem tại trang 18 của tài liệu.
3.7. Khảo sát phổ hấp thụ cảm ứng điện từ (EIA) cấu hình bơm – dị ngược chiều 3.7.2. Phổ EIA cấu hình bơm-dò ngược chiều  - Tóm tắt: Xây dựng hệ nghiên cứu tính chất quang của nguyên tử Rubi.

3.7..

Khảo sát phổ hấp thụ cảm ứng điện từ (EIA) cấu hình bơm – dị ngược chiều 3.7.2. Phổ EIA cấu hình bơm-dò ngược chiều Xem tại trang 20 của tài liệu.
87Rb (Hình 3.16). Khi có mặt từ trường ngồi, hiện tượng quay quang-từ xuất hiện làm thay đổi vị trí đỉnh hấp thụ, cũng như làm thay đổi trạng thái từ hấp thụ sang trong suốt - Tóm tắt: Xây dựng hệ nghiên cứu tính chất quang của nguyên tử Rubi.

87.

Rb (Hình 3.16). Khi có mặt từ trường ngồi, hiện tượng quay quang-từ xuất hiện làm thay đổi vị trí đỉnh hấp thụ, cũng như làm thay đổi trạng thái từ hấp thụ sang trong suốt Xem tại trang 21 của tài liệu.
Hình 3.27 Sự thay đổi tín hiệu chùm dị liên tục khi trường tín hiệu chuyển đổi với chu kỳ 50/21 (a) và 100/21 (b). - Tóm tắt: Xây dựng hệ nghiên cứu tính chất quang của nguyên tử Rubi.

Hình 3.27.

Sự thay đổi tín hiệu chùm dị liên tục khi trường tín hiệu chuyển đổi với chu kỳ 50/21 (a) và 100/21 (b) Xem tại trang 22 của tài liệu.
Hình 3.26 (a) Sơ đồ nguyên tử cấu hình kép V+ Ξ, (b) sơ đồ các mức năng lượng của nguyên tử 87Rb. - Tóm tắt: Xây dựng hệ nghiên cứu tính chất quang của nguyên tử Rubi.

Hình 3.26.

(a) Sơ đồ nguyên tử cấu hình kép V+ Ξ, (b) sơ đồ các mức năng lượng của nguyên tử 87Rb Xem tại trang 22 của tài liệu.
Hình 3.19 Hệ nguyên tử ba mức cấu hình Lamda. - Tóm tắt: Xây dựng hệ nghiên cứu tính chất quang của nguyên tử Rubi.

Hình 3.19.

Hệ nguyên tử ba mức cấu hình Lamda Xem tại trang 23 của tài liệu.
Hình 3.8 Sự phụ thuộc của độ từ thẩm, độ điện thẩm và chiết suất vào cường độ laser bơm khi p =2 MHz, - Tóm tắt: Xây dựng hệ nghiên cứu tính chất quang của nguyên tử Rubi.

Hình 3.8.

Sự phụ thuộc của độ từ thẩm, độ điện thẩm và chiết suất vào cường độ laser bơm khi p =2 MHz, Xem tại trang 23 của tài liệu.
Hình 3.9 Sơ đồ lắp đặt hệ đo vận tốc nhóm ánh sáng. 3.11.2. Xác định phi tuyến Kerr  - Tóm tắt: Xây dựng hệ nghiên cứu tính chất quang của nguyên tử Rubi.

Hình 3.9.

Sơ đồ lắp đặt hệ đo vận tốc nhóm ánh sáng. 3.11.2. Xác định phi tuyến Kerr Xem tại trang 24 của tài liệu.
Sơ đồ bố trí thí nghiệm đo phi tuyến Kerr được biểu diễn như trên Hình 3.18. Hệ xây dựng tương tự như hệ đo vận tốc nhóm - Tóm tắt: Xây dựng hệ nghiên cứu tính chất quang của nguyên tử Rubi.

Sơ đồ b.

ố trí thí nghiệm đo phi tuyến Kerr được biểu diễn như trên Hình 3.18. Hệ xây dựng tương tự như hệ đo vận tốc nhóm Xem tại trang 24 của tài liệu.

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan