Nghiên cứu sự thay đổi vận tốc nhóm của ánh sáng đa tần số khi có mặt phi tuyến Kerr và hiệu ứng Doppler (Luận án tiến sĩ)

Nghiên cứu sự thay đổi vận tốc nhóm của ánh sáng đa tần số khi có mặt phi tuyến Kerr và hiệu ứng Doppler (Luận án tiến sĩ)Nghiên cứu sự thay đổi vận tốc nhóm của ánh sáng đa tần số khi có mặt phi tuyến Kerr và hiệu ứng Doppler (Luận án tiến sĩ)Nghiên cứu sự thay đổi vận tốc nhóm của ánh sáng đa tần số khi có mặt phi tuyến Kerr và hiệu ứng Doppler (Luận án tiến sĩ)Nghiên cứu sự thay đổi vận tốc nhóm của ánh sáng đa tần số khi có mặt phi tuyến Kerr và hiệu ứng Doppler (Luận án tiến sĩ)Nghiên cứu sự thay đổi vận tốc nhóm của ánh sáng đa tần số khi có mặt phi tuyến Kerr và hiệu ứng Doppler (Luận án tiến sĩ)Nghiên cứu sự thay đổi vận tốc nhóm của ánh sáng đa tần số khi có mặt phi tuyến Kerr và hiệu ứng Doppler (Luận án tiến sĩ)Nghiên cứu sự thay đổi vận tốc nhóm của ánh sáng đa tần số khi có mặt phi tuyến Kerr và hiệu ứng Doppler (Luận án tiến sĩ)Nghiên cứu sự thay đổi vận tốc nhóm của ánh sáng đa tần số khi có mặt phi tuyến Kerr và hiệu ứng Doppler (Luận án tiến sĩ)Nghiên cứu sự thay đổi vận tốc nhóm của ánh sáng đa tần số khi có mặt phi tuyến Kerr và hiệu ứng Doppler (Luận án tiến sĩ)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TR NG ĐẠI C VIN - - NGUYỄN TUẤN ANH NG IÊN CỨU SỰ T AY ĐỔI VẬN TỐC N ÓM CỦA ÁN SÁNG ĐA TẦN SỐ K I CÓ MẶT P I TUYẾN KERR VÀ IỆU ỨNG DOPPLER LUẬN ÁN TIẾN S VẬT L NG Ệ AN BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TR NG ĐẠI C VIN - - NGUYỄN TUẤN AN NG IÊN CỨU SỰ T AY ĐỔI VẬN TỐC N ÓM CỦA ÁN SÁNG ĐA TẦN SỐ K I CÓ MẶT P I TUYẾN KERR VÀ IỆU ỨNG DOPPLER LUẬN ÁN TIẾN S VẬT L C uy n n n M s QUANG C 44.01.10 : PGS.TS N uyễn TS Đo n NG Ệ AN ii o S n uy B ng L I CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan nội dung luận án cơng trình nghiên cứu riêng hướng dẫn khoa học PGS.TS Nguyễn Huy Bằng TS Đoàn Hoài Sơn Các kết luận án trung thực đư c công b t p ch khoa học nước qu c tế T gi N uyễn Tuấn An iii L I CẢM N Luận án đư c hoàn thành hướng dẫn khoa học PGS.TS Nguyễn Huy Bằng TS Đoàn Hoài Sơn Tôi xin đư c bày t l ng biết ơn ch n thành nh t đến tập th th y giáo hướng dẫn - nh ng ngư i đ tận tình gi p tơi n ng cao kiến thức tác phong làm vi c t t mẫu mực ngư i th y tinh th n trách nhi m ngư i làm khoa học Tôi xin cảm ơn th y cô giáo trư ng Đ i học Vinh đ giảng d y truyền thụ nh ng kiến thức, kỹ kinh nghi m tảng c t lõi bổ ch; xin ch n thành cảm ơn TS Lê Văn Đồi đ hỗ tr có nhiều ý kiến đóng góp q báu cho tơi q trình nghiên cứu hồn thi n luận án Tơi xin ch n thành cảm ơn Ban giám hi u trư ng ĐHCN Thực Phẩm Tp.HCM đ gi p đ t o điều ki n thuận l i cho vi c học tập nghiên cứu nh ng năm qua Cu i c ng, xin g i l i cảm ơn s u s c đến gia đình, ngư i th n b n b đ quan t m, động viên gi p đ đ tơi hồn thành luận án Xi g T iv gi DAN MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT TIẾNG AN D NG TRONG LUẬN ÁN Từ v t tắt EIT N Electromagnetically Induced Transparency – Sự su t cảm ứng n t SBS Stimulated Brillouin Scattering - Tán x Brillouin cư ng CPO Coherent Population Osillation - Dao động độ cư tr kết h p v DAN K anm ệu MỤC CÁC K Đ nv N không thứ nguyên Cư ng độ liên kết t đ i gi a d ch chuy n nguyên t 2,998  108 m/s c IỆU D NG TRONG LUẬN ÁN Vận t c ánh sáng ch n không dnm C.m Mômen lư ng cực n d ch chuy n n  m Ec V/m Cư ng độ n trư ng ch m laser điều n Ep V/m Cư ng độ n trư ng ch m laser d En J Năng lư ng riêng tr ng thái n F không thứ nguyên S lư ng t xung lư ng góc tồn ph n H J Hamtiltonian toàn ph n H0 J Hamiltonian nguyên t tự HI J Hamiltonian tương tác gi a h nguyên t trư ng I W/m2 kB 1,38  10-23 J/K Cư ng độ ch m ánh sáng Hằng s Boltzmann n không thứ nguyên Chiết su t n0 không thứ nguyên Tán s c tuyến t nh n2 m2/W Tán s c phi tuyến N nguyên t m3 Mật độ nguyên t P C/m2 (1) Độ lớn v ctơ ph n cực n v mô) Độ lớn v ctơ ph n cực tuyến t nh P C/m T K Nhi t độ t đ i  m-1 H s h p thụ tuyến t nh 0 8,85  10-12 F/m Độ n thẩm ch n không 0 1,26  10-6 H/m Độ t thẩm ch n không  F/m Độ n thẩm môi trư ng  H/m Độ t thẩm môi trư ng r không thứ nguyên Hằng s n môi vi r không thứ nguyên Hằng s t môi nm Hz T n s góc d ch chuy n nguyên t c Hz T n s góc ch m laser điều n p Hz T n s góc ch m laser d  Hz T c độ ph n r tự phát độ cư tr nguyên t  Hz T c độ suy giảm tự phát độ kết h p  không thứ nguyên Độ cảm n môi trư ng nguyên t , Re() không thứ nguyên Ph n thực độ cảm n , Im() không thứ nguyên Ph n ảo độ cảm n (1) không thứ nguyên Độ cảm n tuyến t nh (2) m/V Độ cảm n phi tuyến bậc hai (3) m2/V2 Độ cảm n phi tuyến bậc ba  - Ma trận mật độ (0) - Ma trận mật độ g n đ ng c p không (1) - Ma trận mật độ g n đ ng c p (2) - Ma trận mật độ g n đ ng c p hai (3) - Ma trận mật độ g n đ ng c p ba  Hz T n s Rabi  Hz T n s Rabi suy rộng c Hz T n s Rabi g y b i trư ng laser điều n p Hz T n s Rabi g y b i trư ng laser d  Hz Độ l ch gi a t n s laser với t n s d ch chuy n nguyên t viết t t: độ ệ h ầ số) c Hz Độ l ch gi a t n s laser điều n với t n s d ch chuy n nguyên t p Hz Độ l ch gi a t n s laser d với t n s d ch chuy n nguyên t  Hz Khoảng cách theo t n s lư ng vii gi a mức DAN MỤC CÁC n N N V VÀ Đ T dun 1.1 H s h p thụ tán s c v ng l n cận t n s cộng hư ng 0 1.2 Các công tua h s h p thụ a , h s tán s c b chiết su t nhóm c) t i l n cận t n s cộng hư ng nguyên t 1.3 Sự k ch th ch h nguyên t ba mức c u hình bậc thang 1.4 Đ th h s h p thụ (đư ng đứt n t h s tán s c đư ng liền n t) c = (a) c = MHz b Độ l ch t n s laser điều n đư c chọn c = 1.5 Sự biến thiên chiết su t nhóm theo độ l ch t n s ch m laser dò c = 2.8 MHz, c = 1.6 Sự biến thiên chiết su t nhóm theo t n s Rabi ch m laser điều n t i p =c = 1.7 Hai cách làm thay đổi tán s c hi u dụng môi trư ng: a tự điều biến pha b điều biến pha ch o [65] 2.1 Sơ đ h lư ng t năm mức lư ng bậc thang 2.2 Sơ đ năm mức lư ng nguyên t 2.3 Sự phụ thuộc h s h p thụ đư ng đứt n t h s tán s c 85 Rb [78] (đư ng liền n t theo độ l ch t n ch m d t i giá tr khác cư ng độ trư ng điều n c = (a), c = MHz (b), c = MHz (c), c = 12 MHz (d) c = 2.4 Sự biến thiên h s h p thụ đư ng đứt n t h s tán s c (đư ng liền n t theo độ l ch t n ch m d t i giá tr khác độ l ch t n ch m laser điều n c = -2 MHz (a), c = MHz (b) c = 12 MHz viii 2.5 Sự biến thiên chiết su t nhóm (liền n t h p thụ đứt n t) c = c = MHz 2.6 Sự biến thiên su t nhóm theo độ l ch t n s laser d t i cư ng độ trư ng điều n khác c = 2.7 Sự biến thiên chiết su t nhóm theo cư ng độ trư ng laser điều n t i p = đư ng liền n t , p = -9 MHz đư ng đứt n t p = 7.6 MHz đư ng ch m ch m c = 2.8 Sự biến thiên chiết su t nhóm theo độ l ch t n s laser d t i s giá tr khác độ l ch t n s laser điều n c = 0, c = -2 MHz c = MHz 2.9 Sự biến thiên chiết su t nhóm theo độ l ch t n laser điều n p = c = MHz 2.10 Sự biến thiên chiết su t nhóm vào độ s u su t c a sổ EIT trư ng h p p = c = 0, c = -9 MHz, c = 7.6 MHz tương ứng đư ng liền n t, đư ng g ch g ch đư ng ch m ch m 2.11 Sự biến thiên độ trễ nhóm theo độ l ch t n ch m d ∆c = Ωc = MHz 2.12 Đ th độ trễ nhóm độ l ch t n ch m điều n c = c = MHz, c = MHz, c = 10 MHz 2.13 Đ th độ trễ nhóm theo t n s Rabi laser điều n t i p = 0, p = -9 MHz, p = 7.6 MHz c = tương ứng với đư ng liền n t, đư ng g ch g ch đư ng ch m ch m 3.1 Sự biến thiên n2 theo ∆p chọn c = 10 MHz đư ng liền n t c = đư ng g ch g ch ; đư ng ch m ch m mô tả biến thiên h h p thụ c = 10 MHz Cả ba đ th đư c vẽ trư ng h p c = [81] ix 3.2 Sự biến thiên chiết su t nhóm theo độ l ch t n s ch m laser d trư ng h p có phi tuyến Kerr đư ng liền n t) khơng có phi tuyến Kerr đư ng đứt n t) c = 0, c = MHz Ip = 10 mW/cm2 3.3 Sự biến thiên h s phi tuyến Kerr đư ng liền n t h s tán s c tuyến t nh đư ng đứt n t theo độ l ch t n s laser d c = 10 MHz ∆c = 3.4 Sự biến thiên ng(0) (đư ng đứt n t) ng( k ) (đư ng liền n t) theo cư ng độ trư ng điều n c Ip = 10 mW/cm2, ∆c = ∆p = (a), p = -9 MHz (b), p = 7.6 MHz (c) 3.5 Sự biến thiên chiết su t nhóm theo độ l ch t n s ch m laser d t i giá tr khác cư ng độ trư ng laser dò ∆c = 0, c = MHz 3.6 Sự biến thiên ng( k ) theo cư ng độ trư ng laser dò I p c = MHz, ∆c = ∆p = 3.7 Sự biến thiên độ trễ nhóm theo độ l ch t n ch m d khơng có mặt phi tuyến Kerr đư ng đứt nét có mặt phi tuyến Kerr đư ng liền n t t i Ip = 10 mW/cm2, ∆c = c = MHz 3.8 Sự phụ thuộc h s h p thụ theo độ l ch t n ch m d ∆c = 0, c = 10 MHz 3.9 Sự phụ thuộc độ su t cảm ứng t vào c p = c = hai trư ng h p: khơng có Doppler đư ng đứt n t có Doppler đư ng liền n t) 3.10 Đ th chiết su t nhóm theo độ l ch t n  p ∆c = hai trư ng h p: khơng có Doppler đư ng đứt n t, c = 2.5 MHz) có Doppler đư ng liền nét, c = 22 MHz) x ...BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TR NG ĐẠI C VIN - - NGUYỄN TUẤN AN NG IÊN CỨU SỰ T AY ĐỔI VẬN TỐC N ÓM CỦA ÁN SÁNG ĐA TẦN SỐ K I CÓ MẶT P I TUYẾN KERR VÀ IỆU ỨNG DOPPLER LUẬN ÁN TIẾN S VẬT L C... ∆c = ∆p = 3.7 Sự biến thiên độ trễ nhóm theo độ l ch t n ch m d khơng có mặt phi tuyến Kerr đư ng đứt nét có mặt phi tuyến Kerr đư ng liền n t t i Ip = 10 mW/cm2, ∆c = c = MHz 3.8 Sự phụ thuộc... 3.2 Sự biến thiên chiết su t nhóm theo độ l ch t n s ch m laser d trư ng h p có phi tuyến Kerr đư ng liền n t) khơng có phi tuyến Kerr đư ng đứt n t) c = 0, c = MHz Ip = 10 mW/cm2 3.3 Sự biến