ẢNH HƯỞNG CỦA PHÂN CỰC VÀ PHA TƯƠNG ĐỐI GIỮA CÁC TRƯỜNG LASER LÊN TÍNH CHẤT QUANG CỦA MÔI TRƯỜNG NGUYÊN TỬ BA MỨC NĂNG LƯỢNG LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH LÊ NGUYỄN MAI ANH ẢNH HƯỞNG CỦA PHÂN CỰC VÀ PHA TƯƠNG ĐỐI GIỮA CÁC TRƯỜNG LASER LÊN TÍNH CHẤT QUANG CỦA MÔI TRƯỜNG NGUYÊN TỬ BA MỨC NĂNG LƯỢNG LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ NGHỆ AN, 2020 i BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH LÊ NGUYỄN MAI ANH ẢNH HƯỞNG CỦA PHÂN CỰC VÀ PHA TƯƠNG ĐỐI GIỮA CÁC TRƯỜNG LASER LÊN TÍNH CHẤT QUANG CỦA MÔI TRƯỜNG NGUYÊN TỬ BA MỨC NĂNG LƯỢNG LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ Chuyên ngành: Quang học Mã số: 44 01 10 Cán hướng dẫn: GS TS Nguyễn Huy Bằng TS Lê Văn Đoài NGHỆ AN, 2020 ii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan nội dung luận án cơng trình nghiên cứu riêng tơi hướng dẫn khoa học GS.TS Nguyễn Huy Bằng TS Lê Văn Đoài Các kết luận án trung thực cơng bố tạp chí chuyên ngành nước quốc tế Nghệ An, ngày 31 tháng 12 năm 2020 Tác giả luận án Lê Nguyễn Mai Anh iii LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc đến GS TS Nguyễn Huy Bằng TS Lê Văn Đoài - người định hướng đề tài, hướng dẫn tận tình ln động viên, đồng hành sát cánh tất tận tâm, nhiệt huyết, niềm đam mê khoa học suốt trình nghiên cứu hồn thành luận án Tơi xin chân thành cảm ơn đến Ban Giám hiệu, Viện Sư phạm Tự nhiên, Chuyên ngành Quang học, Phòng Đào tạo Sau đại học - Trường Đại học Vinh Ban Giám hiệu, Khoa Khoa học - Trường Đại học Nông Lâm TPHCM hỗ trợ, giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho tơi hồn thành nhiệm vụ nghiên cứu sinh trình học tập, nghiên cứu công tác Tôi xin cảm ơn bình luận, ý kiến đóng góp khoa học quý báu cho luận án nhà khoa học, đồng nghiệp, bạn bè buổi thảo luận seminar báo cáo chuyên đề chuyên ngành Quang học Trường Đại học Vinh Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến gia đình, người thân bạn bè quan tâm, động viên giúp đỡ suốt thời gian qua Nghệ An, ngày 31 tháng 12 năm 2020 Tác giả luận án Lê Nguyễn Mai Anh iv MỤC LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT .VIII DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU IX DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ XII MỞ ĐẦU CHƯƠNG CƠ SỞ ĐIỀU KHIỂN TÍNH CHẤT QUANG CỦA NGUYÊN TỬ BẰNG LASER 1.1 Giới thiệu 1.2 Cơ sở lý thuyết lan truyền ánh sáng môi trường 10 1.2.1 Phương trình truyền sóng .10 1.2.2 Sự hấp thụ tán sắc .11 1.3 Vận tốc pha vận tốc nhóm 13 1.3.1 Vận tốc pha 13 1.3.2 Vận tốc nhóm 13 1.3.3 Vận tốc tín hiệu 14 1.4 Ánh sáng nhanh ánh sáng chậm 16 1.5 Độ trễ nhóm xung sáng .19 1.6 Hiệu ứng suốt cảm ứng điện từ 20 1.7 Ứng dụng điều khiển ánh sáng nhanh ánh sáng chậm 23 1.7.1 Bộ nhớ lượng tử .23 1.7.2 Xử lý thông tin quang 23 1.7.3 Tăng độ phân giải giao thoa kế .24 1.8 Kết luận chương .26 v CHƯƠNG ẢNH HƯỞNG CỦA PHÂN CỰC VÀ PHA TƯƠNG ĐỐI GIỮA CÁC TRƯỜNG LASER LÊN HẤP THỤ VÀ TÁN SẮC 28 2.1 Sự kích thích nguyên tử theo cấu hình lambda 28 2.1.1 Hệ phương trình ma trận mật độ 28 2.1.2 Độ kết hợp tạo phát xạ tự phát SGC .31 2.1.3 Ảnh hưởng pha tương đối hai trường laser .33 2.1.4 Nghiệm hệ phương trình ma trận mật độ 35 2.2 Sự kích thích ngun tử theo cấu hình bậc thang .38 2.3 Sự kích thích nguyên tử theo cấu hình chữ V 43 2.4 Hệ số hấp thụ hệ số tán sắc 50 2.5 Điều khiển hấp thụ tán sắc 51 2.5.1 Ảnh hưởng SGC 52 2.5.2 Ảnh hưởng cường độ trường điều khiển 57 2.5.3 Ảnh hưởng độ lệch tần số trường điều khiển .60 2.5.4 Ảnh hưởng pha tương đối trường laser 64 2.6 So sánh với kết mô phương pháp số .68 2.7 Kết luận chương .70 CHƯƠNG ẢNH HƯỞNG CỦA PHÂN CỰC VÀ PHA TƯƠNG ĐỐI GIỮA CÁC TRƯỜNG LASER LÊN CHIẾT SUẤT NHÓM VÀ ĐỘ TRỄ NHÓM 72 3.1 Chiết suất nhóm độ trễ nhóm .72 3.1.1 Chiết suất nhóm .72 3.1.2 Độ trễ nhóm 72 3.2 Điều khiển chiết suất nhóm .73 3.2.1 Ảnh hưởng SGC 73 3.2.2 Ảnh hưởng cường độ trường điều khiển 76 vi 3.2.3 Ảnh hưởng tần số trường điều khiển .79 3.2.4 Ảnh hưởng pha tương đối trường laser 81 3.3 Điều khiển độ trễ nhóm .83 3.3.1 Ảnh hưởng SGC lên độ trễ nhóm 83 3.3.2 Ảnh hưởng cường độ trường điều khiển lên độ trễ nhóm .84 3.3.3 Ảnh hưởng tần số trường điều khiển lên độ trễ nhóm 85 3.3.4 Ảnh hưởng pha tương đối lên độ trễ nhóm .86 3.4 So sánh ảnh hưởng SGC pha tương đối chế độ trường dò yếu chế độ trường dò mạnh 87 3.4.1 Ảnh hưởng SGC chế độ trường dò yếu trường dò mạnh 87 3.4.2 Ảnh hưởng pha tương đối chế độ trường dò yếu chế độ trường dò mạnh 92 3.4.3 Ảnh hưởng pha tương đối lên độ trễ nhóm chế độ trường dò yếu .95 3.5 Kết luận chương .96 KẾT LUẬN CHUNG 99 CÁC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CƠNG BỚ 101 TÀI LIỆU THAM KHẢO 103 PHỤ LỤC 111 vii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt CPO Coherent Population Oscillations Dao động độ cư trú kết hợp CPT Coherence Population Trapping Sự giam cầm độ cư trú kết hợp EIT Electromagnetically Induced Transparency Sự suốt cảm ứng điện từ EIA Electromagnetically Induced Absorption Hiệu ứng hấp thụ cảm ứng điện từ LWI Lasing Without Inversion Phát laser đảo lộn độ cư trú SGC Spontaneously Generated Coherence Độ kết hợp tạo phát xạ tự phát Re Real part Phần thực Im Imaginary part Phần ảo viii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU Ký hiệu Đơn vị c m/s Vận tốc ánh sáng chân không nm C.m Mômen lưỡng cực điện dịch chuyển n - m Ec V/m Cường độ điện trường chùm laser điều khiển Ep V/m Cường độ điện trường chùm laser dò En J Năng lượng riêng trạng thái n F khơng thứ ngun Số lượng tử mơ men góc tồn phần H J Hamtilton toàn phần H0 J Hamilton nguyên tử tự HI J Hamilton tương tác hệ nguyên tử ánh sáng I W/m2 Cường độ chùm ánh sáng kB J/K Hằng số Boltzmann mRb kg Khối lượng nguyên tử Rb N Nguyên tử/m3 Mật độ nguyên tử P C/m2 Độ lớn véctơ phân cực điện (vĩ mô) P(1) C/m2 Độ lớn véctơ phân cực tuyến tính  m-1 Hệ số hấp thụ tuyến tính 0 F/m Hằng số điện chân không Nghĩa ix 0 H/m Hằng số từ chân không  F/m Độ điện thẩm môi trường  H/m Độ từ thẩm môi trường r không thứ nguyên Độ điện thẩm tỷ đối r không thứ nguyên Độ từ thẩm tỷ đối n0 khơng thứ ngun Chiết suất tuyến tính n không thứ nguyên Chiết suất hiệu dụng ng không thứ nguyên Chiết suất nhóm nm Hz Tần số góc dịch chuyển nguyên tử c Hz Tần số góc chùm laser điều khiển p Hz Tần số góc chùm laser dò J.s Hằng số Planck rút gọn  Hz Tốc độ phân rã tự phát độ cư trú nguyên tử  Hz Tốc độ suy giảm tự phát độ kết hợp vc Hz Tốc độ suy giảm độ kết hợp va chạm  không thứ nguyên Độ cảm điện môi trường nguyên tử , Re() không thứ nguyên Phần thực độ cảm điện , Im() không thứ nguyên Phần ảo độ cảm điện (1) không thứ nguyên Độ cảm điện bậc (tuyến tính)  - Ma trận mật độ x (0) - Ma trận mật độ gần cấp không (1) - Ma trận mật độ gần cấp  Hz Tần số Rabi c Hz Tần số Rabi gây trường laser điều khiển p Hz Tần số Rabi gây trường laser dò  Hz Độ lệch tần số laser với tần số dịch chuyển nguyên tử (viết tắt: độ lệch tần số) c Hz Độ lệch tần số laser điều khiển với tần số dịch chuyển nguyên tử p Hz Độ lệch tần số laser dò với tần số dịch chuyển nguyên tử p (độ) Pha trường laser dò c (độ) Pha trường laser điều khiển  (độ) Độ lệch pha trường dò trường điều khiển (pha tương đối)  vg m/s Vận tốc nhóm ánh sáng vp m/s Vận tốc pha ánh sáng Tdel ns Độ trễ nhóm ánh sáng (độ) Góc hai mô men lưỡng cực điện xi DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỜ THỊ Hình 1.1 Các cơng tua hệ số hấp thụ (a), hệ số tán sắc (b) chiết suất nhóm (c) lân cận tần số cộng hưởng nguyên tử 18 Hình 1.2 Sơ đồ kích thích hệ ngun tử ba mức lượng theo cấu hình: (a) lambda, (b) bậc thang, (c) chữ V 20 Hình 1.3 Các nhánh kích thích từ trạng thái |1 tới trạng thái kích thích |2: (a) kích thích trực tiếp |1  |2; (b) kích thích gián tiếp |1  |2  |3  |2 21 Hình 1.4 (a) cơng tua hệ số hấp thụ (b) hệ số tán sắc Trong đó, đường liền nét ứng với có trường laser điều khiển cịn đường đứt nét ứng với khơng có trường laser điều khiển [65] 21 Hình 1.5 Sự thay đổi hấp thụ (màu đỏ), tán sắc (màu đen) theo cường độ Ωc (hình a b) tần số Δc (hình c d) trường laser điều khiển có mặt hiệu ứng EIT quan sát thực nghiệm Trường Đại học Vinh 22 Hình 1.6 Sử dụng ánh sáng chậm làm đệm để tăng thông lượng chuyển mạch quang [63, 70,71] 24 Hình 1.7 Sơ đồ đo tán sắc môi trường nguyên tử sử dụng ánh sáng chậm giao thoa kế Mach - Zehnder [63] 25 Hình 1.8 Phổ tán sắc cộng hưởng (đường màu đen) môi trường EIT nguyên tử đo kỹ thuật giao thoa Mach - Zehnder [75] 26 Hình 2.1 (a) Sơ đồ kích thích hệ nguyên tử ba mức cấu hình Λ (b) - định hướng hai mô men lưỡng cực điện  21  23 28 xii Hình 2.2 (a) Sơ đồ kích thích hệ ngun tử ba mức cấu hình bậc thang (b) - định hướng không trực giao hai mô men lưỡng cực điện  21 32 39 Hình 2.3 (a) Sơ đồ kích thích hệ ngun tử ba mức cấu hình chữ V (b) - định hướng không trực giao hai mô men lưỡng cực điện  21 31 44 Hình 2.4 Các trạng thái chọn hệ nguyên tử 85Rb cho cấu hình kích thích ba mức lượng: (a) lambda, (b) bậc thang, (c) chữ V 51 Hình 2.5 Đồ thị hệ số hấp thụ theo độ lệch tần trường dò p giá trị khác tham số giao thoa p = 0.9 (đường liền nét), p = 0.7 (đường chấm gạch), p = (đường đứt nét): (a) lambda, (b) bậc thang (c) chữ V 52 Hình 2.6 Đồ thị hệ số tán sắc theo độ lệch tần trường dò p giá trị khác tham số giao thoa p = 0.9 (đường liền nét), p = 0.7 (đường chấm gạch), p = (đường đứt nét): (a) lambda, (b) bậc thang (c) chữ V 55 Hình 2.7 Đồ thị hệ số hấp thụ (a) hệ số tán sắc (b) theo p cấu hình lambda (đường liền nét), bậc thang (đường chấm gạch) chữ V (đường đứt nét) 56 Hình 2.8 Đồ thị hệ số hấp thụ theo độ lệch tần trường dò p giá trị khác cường độ trường điều khiển Gc = (đường liền nét), Gc = 10 (đường đứt nét), Gc = 15 (đường chấm gạch): (a) lambda, (b) bậc thang (c) chữ V 57 Hình 2.9 Đồ thị hệ số tán sắc theo độ lệch tần trường dò p giá trị khác cường độ trường điều khiển Gc = (đường liền xiii nét), Gc = 10 (đường đứt nét), Gc = 15 (đường chấm gạch): (a) lambda, (b) bậc thang (c) chữ V 58 Hình 2.10 Đồ thị hệ số hấp thụ (a) hệ số tán sắc (b) theo cường độ trường điều khiển Gc cấu hình lambda (đường liền nét), bậc thang (đường chấm gạch) chữ V (đường đứt nét) 60 Hình 2.11 Đồ thị hệ số hấp thụ theo độ lệch tần trường dò p theo giá trị khác độ lệch tần chùm điều khiển c = (đường liền nét), c = -2 (đường chấm gạch), c = 2 (đường đứt nét): (a) lambda, (b) bậc thang (c) chữ V 61 Hình 2.12 Đồ thị hệ số tán sắc theo độ lệch tần trường dò p giá trị khác độ lệch tần chùm điều khiển c = (đường liền nét), c = -2 (đường chấm gạch), c = 2 (đường đứt nét): (a) lambda, (b) bậc thang (c) chữ V 63 Hình 2.13 Đồ thị hệ số hấp thụ (a) hệ số tán sắc (b) theo độ lệch tần trường điều khiển ∆c cấu hình lambda (đường liền nét), bậc thang (đường chấm gạch) chữ V (đường đứt nét) 64 Hình 2.14 Đồ thị hệ số hấp thụ theo độ lệch tần trường dò p giá trị khác pha tương đối φ = (đường liền nét), φ = π/2 (đường chấm gạch), φ = π (đường đứt nét) φ = 3π/2 (đường chấm chấm): (a) lambda, (b) bậc thang (c) chữ V 65 Hình 2.15 Đồ thị hệ số tán sắc theo độ lệch tần trường dò p giá trị khác pha tương đối φ = (đường liền nét), φ = π/2 (đường chấm gạch), φ = π (đường đứt nét) φ = 3π/2 (đường chấm chấm): (a) lambda, (b) bậc thang (c) chữ V 66 xiv Hình 2.16 Đồ thị hệ số hấp thụ (a) hệ số tán sắc (b) theo pha tương đối φ cấu hình lambda (đường liền nét), bậc thang (đường chấm gạch), chữ V (đường đứt nét) 67 Hình 2.17 (a) hệ số hấp thụ vẽ phương pháp số cơng trình [31], (b) hệ số hấp thụ vẽ biểu thức giải tích cơng trình chúng tơi Các tham số sử dụng cho hai hình:  = 0, c = 0, 1 = 2 = , p = c = 10 69 Hình 2.18 (a) hệ số hấp thụ vẽ phương pháp số cơng trình [32], (b) hệ số hấp thụ vẽ biểu thức giải tích cơng trình chúng tơi Các tham số sử dụng cho hai hình:  = 0, c = 0, 1 = , 2 = 0.02, p = 2.5, c = 5 69 Hình 2.19 (a) hệ số hấp thụ vẽ phương pháp số cơng trình [34], (b) hệ số hấp thụ vẽ biểu thức giải tích cơng trình chúng tơi Các tham số sử dụng cho hai hình:  = , p = 2/2, c = 0, 1 = 2 = , p = 0.01 c = 5 70 Hình 3.1 Đồ thị chiết suất nhóm ng theo độ lệch tần trường dò p giá trị khác tham số giao thoa p = 0.9 (đường liền nét), p = 0.7 (đường chấm gạch), p = (đường đứt nét): (a) lambda, (b) bậc thang (c) chữ V 74 Hình 3.2 Đồ thị chiết suất nhóm ng theo tham số giao thoa p cấu hình lambda (đường liền nét), bậc thang (đường chấm gạch) chữ V (đường đứt nét) 76 Hình 3.3 Đồ thị chiết suất nhóm ng theo độ lệch tần trường dò p giá khác cường độ trường điều khiển Gc = (đường liền nét), Gc = 10 (đường đứt nét), Gc = 15 (đường chấm gạch): (a) lambda, (b) bậc thang (c) chữ V 77 xv Hình 3.4 Đồ thị chiết suất nhóm ng theo cường độ trường điều khiển Gc theo cấu hình lambda (đường liền nét), bậc thang (đường chấm gạch) chữ V (đường đứt nét) 78 Hình 3.5 Đồ thị chiết suất nhóm ng theo độ lệch tần trường dị p giá trị khác độ lệch tần chùm điều khiển c = (đường liền nét), c = -2 (đường chấm gạch), c = 2 (đường đứt nét): (a) lambda, (b) bậc thang (c) chữ V 79 Hình 3.6 Đồ thị chiết suất nhóm ng theo độ lệch tần trường điều khiển ∆c cấu hình lambda (đường liền nét), bậc thang (đường chấm gạch) chữ V (đường đứt nét) 80 Hình 3.7 Đồ thị chiết suất nhóm ng theo độ lệch tần trường dò p giá trị khác pha tương đối φ = (đường liền nét), φ = π/2 (đường chấm gạch), φ = π (đường đứt nét) φ = 3π/2 (đường chấm chấm): (a) lambda, (b) bậc thang (c) chữ V 81 Hình 3.8 Đồ thị chiết suất nhóm ng theo pha tương đối φ cấu hình lambda (đường liền nét), bậc thang (đường chấm gạch), chữ V (đường đứt nét) 82 Hình 3.9 Đồ thị độ trễ nhóm Tdel theo tham số giao thoa p cấu hình lambda (đường liền nét), bậc thang (đường chấm gạch) chữ V (đường đứt nét) 83 Hình 3.10 Đồ thị độ trễ nhóm Tdel theo cường độ trường điều khiển Gc cấu hình lambda (đường liền nét), bậc thang (đường chấm gạch) chữ V (đường đứt nét) 85 Hình 3.11 Đồ thị độ trễ nhóm Tdel theo tần số trường điều khiển c cấu hình lambda (đường liền nét), bậc thang (đường chấm gạch) chữ V (đường đứt nét) 86 xvi Hình 3.12 Đồ thị độ trễ nhóm Tdel theo pha tương đối  (a) cấu hình lambda (đường liền nét), (b) bậc thang (đường chấm gạch) (c) chữ V (đường đứt nét) 87 Hình 3.13 Đồ thị chiết suất nhóm ng theo cường độ trường điều khiển Gc giá trị khác tham số giao thoa p = (đường chấm chấm) p = 0.99 cấu hình lambda (đường liền nét màu đỏ), bậc thang (đường chấm gạch màu xanh) chữ V (đường đứt nét màu xanh lá) ứng với cường độ trường dò Gp = 0.01 (a,b,c) Gp =  (d,e,f) Tại tần số cộng hưởng p = c = 89 Hình 3.14 Đồ thị chiết suất nhóm ng theo pha tương đối  giá trị khác cường độ trường điều khiển Gc = 0.0113 (a); Gc = 20 (b); Gc = 0.4 (c) trường yếu; Gc = 1.12 (d); Gc = 20 (e); Gc = 1.5 (f) trường mạnh cấu hình lambda (đường liền nét màu đỏ), bậc thang (đường chấm gạch màu xanh) chữ V (đường đứt nét màu xanh lá) Tại tần số cộng hưởng p = c = 93 Hình 3.15 Đồ thị độ trễ nhóm Tdel theo pha tương đối  cấu hình lambda (đường liền nét), bậc thang (đường chấm gạch) chữ V (đường đứt nét) Các tham số trường laser Gp = 0.01, p = 0.99; Gc = 0.0113 (a); Gc = 20 (b); Gc = 0.4 (c) p = c = 96 Hình Sơ đồ mức lượng tinh tế siêu tinh tế nguyên tử 85Rb [78] dịch chuyển D1 D2: (a) trạng thái kích thích thứ (b) trạng thái kích thích thứ hai 114 xvii MỞ ĐẦU Hấp thụ tán sắc hai thông số đặc trưng cho tính chất quang mơi trường nguyên tử Hai thông số liên hệ với theo phần thực phần ảo độ cảm điện tuyến tính Ngồi độ cảm điện tuyến tính ngun tử cịn có độ cảm điện phi tuyến chúng thường có giá trị nhỏ nên nguồn sáng có cường độ lớn quan sát tượng quang phi tuyến Do đó, đời laser mở nhiều hướng nghiên cứu ứng dụng liên quan Một hướng nghiên cứu thú vị điều khiển tính chất quang nguyên tử dựa hiệu ứng giao thoa lượng tử biên độ xác suất dịch chuyển bên nguyên tử Trong số hiệu ứng giao thoa lượng tử, hiệu ứng suốt cảm ứng điện từ - EIT (Electromagnetically Induced Transparency) nghiên cứu sớm [1] Theo đó, trường laser dị trường laser bơm kích thích đồng thời hai dịch chuyển nguyên tử có mức chung theo cấu hình lambda (), bậc thang () chữ V (V) Dựa lý thuyết lượng tử, kích thích hệ nguyên tử sẽ dẫn đến chồng chất biên độ xác suất dịch chuyển bên hệ nguyên tử sinh giao thoa lượng tử kênh dịch chuyển Kết là, biên độ xác suất dịch chuyển toàn phần (chẳng hạn, dịch chuyển chùm laser dị) bị triệt tiêu tăng cường Sự triệt tiêu biên độ xác suất dịch chuyển sẽ dẫn đến triệt tiêu hệ số hấp thụ mơi trường chùm laser dị miền tần số cộng hưởng gọi cửa sổ EIT [2] Ngoài giao thoa làm triệt tiêu biên độ xác suất dịch chuyển cịn có giao thoa làm tăng cường biên độ xác suất dịch chuyển nguyên tử Hệ tăng cường biên độ xác suất dịch chuyển hấp thụ môi trường tăng lên Đây gọi hiệu ứng hấp thụ cảm ứng điện từ - EIA (Electromagnetically Induced Absorption) [3] Theo hệ thức Kramers-Kronig, thay đổi hệ số hấp thụ quan trọng triệt tiêu hấp thụ dẫn đến thay đởi đáng kể tính chất tán sắc tuyến tính phi tuyến mơi trường miền cộng hưởng Cụ thể, miền cộng hưởng ứng với cửa sở EIT xuất đường cong tán sắc thường cơng tua tán sắc (tuyến tính phi tuyến) Khi đó, độ cao độ dốc đường tán sắc thường điều khiển theo tham số chùm laser bơm Điều mở hướng nghiên cứu mang tính đột phá tăng cường hệ số phi tuyến Kerr, làm chậm chí làm dừng ánh sáng môi trường nguyên tử, v.v Cho đến nay, hiệu ứng EIT (liên quan đến tính chất hấp thụ tán sắc) nghiên cứu rộng rãi lý thuyết thực nghiệm hệ nguyên tử ba mức lượng cấu hình  [4],  [5] V [6] Gần đây, nghiên cứu EIT mở rộng cho hệ nguyên tử nhiều mức lượng [7-12] Những nghiên cứu cho thấy rằng, tăng cường độ chùm laser bơm độ sâu độ rộng cửa sổ EIT tăng, đồng thời độ cao đường tán sắc thường (bên cửa sổ EIT) tăng độ dốc giảm Ngồi ra, vị trí cửa sở EIT dịch chuyển miền bước sóng ngắn miền bước sóng dài cách thay đởi tần số chùm laser bơm tương ứng Bên cạnh nghiên cứu hiệu ứng EIT cấu hình ba mức riêng rẽ nghiên cứu so sánh tính chất hấp thụ tán sắc có mặt hiệu ứng EIT nhà nghiên cứu quan tâm [13-15] Nghiên cứu so sánh cho thấy, xếp mức lượng khác cấu hình kích thích (,  V) nên hiệu suất giao thoa lượng tử khác hiệu suất EIT khác Cụ thể, hiệu ứng EIT dễ dàng xảy cấu hình  so với cấu hình  V Như trình bày trên, hệ số hấp thụ giảm xuất đường cong tán sắc thường dốc miền cộng hưởng Đây sở để làm chậm chí làm dừng hồn tồn ánh sáng mơi trường EIT Sử dụng hiệu ứng EIT, Hau cộng (1991) lần đầu tiên quan sát vận tốc lan truyền xung ánh sáng thấp 17 m/s môi trường ngưng tụ BoseEinstein nguyên tử Na ba mức cấu hình lambda [2] Sau đó, Kash cộng làm chậm ánh sáng tới vg = 90 m/s nguyên tử Rb nhiệt độ phòng [16] Thí nghiệm này, sau tinh chỉnh Budker, lúc ánh sáng làm chậm tới vg = m/s [17] Đặc biệt, sử dụng kỹ thuật EIT số nhóm Liu Walsworth làm dừng hoàn toàn xung ánh sáng thời gian cỡ ms, cho phép tạo xung ánh sáng mang thông tin giống với mát nhỏ [18] Gần nhất, nhóm Ofer Firstenberg (2018) cơng bố thực nghiệm cho nguyên tử khí - kim loại kiềm “lưu trữ” thời gian giây nhiệt độ phòng [19] Tương tự EIT, nghiên cứu so sánh làm chậm vận tốc nhóm cấu hình ba mức thực gần [20] Các kết áp dụng cho môi trường nguyên tử khí 87Rb cho thấy khả làm chậm vận tốc nhóm ánh sáng tốt cấu hình  kém cấu hình V Theo đó, vận tốc nhóm nhỏ đạt tương ứng với hiệu suất suốt khoảng 50% cấu hình , 60% cấu hình  80% cấu hình V Để mở rộng miền phở điều khiển vận tốc nhóm, nhóm nghiên cứu sử dụng hệ nguyên tử nhiều mức lượng [2124] Ngoài hiệu ứng EIT EIA trình bày cịn có hiệu ứng giao thoa lượng tử khác xảy kênh phát xạ tự phát định hướng không trực giao mômen lưỡng cực điện cảm ứng hai