Nghiên cứu làm chậm vận tốc nhóm ánh sáng bằng hiệu ứng trong suốt cảm ứng điện từ

 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH  LÊ VĂN ĐỒI NGHIÊN CỨU LÀM CHẬM VẬN TỐC NHĨM ÁNH SÁNG BẰNG HIỆU ỨNG TRONG SUỐT CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ CHUYÊN NGÀNH: QUANG HỌC MÃ SỐ: 62441101 LUẬN VĂN THẠC SỸ VẬT LÝ Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS ĐINH XUÂN KHOA VINH - 2010  LỜI CẢM ƠN Tác giả bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo PSG.TS.Đinh Xuân Khoa định hướng tận tình hướng dẫn để tác giả hoàn thành luận văn Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới Ban chủ nhiệm khoa sau đại học, khoa vật lý, thầy giáo: PGS.TS.Hồ Quang Quý, PGS.TS.Vũ Ngọc Sáu, PGS.TS.Nguyễn Huy Cơng, PGS.TS.Nguyễn Đình Hn, TS.Đồn Hồi Sơn, TS.Nguyễn Văn Phú, TS.Đinh Phan Khôi, TS.Nguyễn Huy Bằng thầy cô giáo giúp đỡ, giảng dạy có nhiều ý kiến đóng góp quý báu cho tác giả trình học tập thực luận văn Cuối cùng, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn gia đình, Ban giám hiệu trường THPT Nguyễn Sỹ Sách đồng nghiệp đồng hành tạo điều kiện giúp đỡ để tác giả hoàn thành khóa cao học Vinh, tháng 10 năm 2010 Tác giả  MỤC LỤC Mở đầu Chƣơng Cơ sở lý thuyết lan truyền ánh sáng môi trƣờng .7 1.1 Sự dao động ngun tử theo mơ hình cổ điển 1.2 Các phương trình Maxwell tính chất mơi trường 1.3 Mơ hình Lorenzt độ cảm tuyến tính .9 1.4 Phương trình sóng chiết suất phức .11 1.5 Vận tốc pha vận tốc nhóm 13 1.5.1 Vận tốc pha 13 1.5.2 Vận tốc nhóm 13 1.6.Xung quang học lan truyền môi trường cộng hưởng nguyên tử14 Chƣơng Làm chậm vận tốc nhóm ánh sáng hiệu ứng suốt cảm ứng điện từ……………………………………………………18 2.1 Phương trình ma trận mật độ cho hệ nguyên tử ba mức…………….18 2.2 Độ cảm phức môi trường…………………………………… 22 2.3 Hệ số hấp thụ hệ số tán sắc………………………………………23 2.4 Vận tốc nhóm chiết suất nhóm… ……………………………….23 2.5 Hiệu ứng suốt cảm ứng điện từ…………………………… 24 2.6 Điều khiển chiết suất nhóm vận tốc nhóm……………………….29 2.6.1 Điều khiển theo cường độ ……………………………………… 30 2.6.2 Điều khiển theo độ lệch tần………………………………… … 37 Kết luận……………………………………………………………………… 41 Phụ lục A Các số liệu phổ nguyên tử 87Rb số vật lý sử dụng42 Phụ lục B Phương trình Bloch-quang học cho hệ nguyên tử ba mức…… 45 Phụ lục C Các công bố nghiên cứu khoa học………………………………….51 Tài liệu tham khảo 52  MỞ ĐẦU Sự lan truyền xung ánh sáng qua hệ môi trường nghiên cứu gần kỷ trước [1] Chúng ta biết rằng, vận tốc nhóm ánh sáng (vg) truyền qua hệ mơi trường cộng hưởng nhỏ nhiều lần vận tốc ánh sáng chân khơng (c), lớn c, chí âm mà không mâu thuẫn với nguyên lý nhân [2-5] vận tốc nhóm ánh sáng phụ thuộc vào tán sắc mơi trường qua phương trình Maxwell Sự tán sắc môi trường biến thiên nhanh vùng lân cận tần số cộng hưởng nguyên tử môi trường, để tạo sáng chậm phải làm cho tán sắc lớn dương (tán sắc thường); để tạo ánh sáng nhanh phải làm cho tán sắc lớn âm (tán sắc dị thường) Trong năm gần đây, điều khiển vận tốc nhóm ánh sáng thu hút nhiều ý nhà khoa học giới Một số kỹ thuật phát triển điều khiển vận tốc nhóm ánh sáng đạt đến ánh sáng siêu chậm (vg