Luận văn Thạc sĩ Vật lý: Điều khiển lan truyền xung và chuyển mạch quang trong môi trường nguyên tử hai mức suy biến

112 6 0

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

1 / 112 trang

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang	112
Dung lượng	3,84 MB

Nội dung

Mục đích nghiên cứu của Luận văn nhằm đề xuất mô hình chuyển mạch quang tích hợp được cả chuyển mạch quang - từ và chuyển mạch toàn trong hệ nguyên tử hai mức suy biến; Đề xuất mô hình điều khiển vận tốc nhóm siêu chậm của soliton sáng và soliton tối trong môi trường nguyên tử hai mức suy biến. Mời các bạn cùng tham khảo!

Ngày đăng: 06/07/2021, 11:27

HÌNH ẢNH LIÊN QUAN

theo hình nón, làm cho tín hiệu đầu ra quay. Trạng thái phân cực của chùm chuyển mạch là tuyến tính và trực giao với trạng thái của chùm bơm[80] - Luận văn Thạc sĩ Vật lý: Điều khiển lan truyền xung và chuyển mạch quang trong môi trường nguyên tử hai mức suy biến — **theo** hình nón, làm cho tín hiệu đầu ra quay. Trạng thái phân cực của chùm chuyển mạch là tuyến tính và trực giao với trạng thái của chùm bơm[80] (Trang 25)

Hình 1.4. Chuyển mạch toàn quang mức ánh sáng yếu [80]. - Luận văn Thạc sĩ Vật lý: Điều khiển lan truyền xung và chuyển mạch quang trong môi trường nguyên tử hai mức suy biến — **Hình 1.4.** Chuyển mạch toàn quang mức ánh sáng yếu [80] (Trang 26)

B (trạng thái “Bật”). Hình 1.5 biểu diễn sự tiến triển theo thời gian của năng lượng đầu ra đi qua đầu thu tín hiệu của trạng thái “Bật” (A và C) cho P s = 2.5 nW, (B) khẩu độ trạng thái “Tắt” cho Ps = 2.5 nW, (D và F) khẩu độ trạng thái “Bật” P - Luận văn Thạc sĩ Vật lý: Điều khiển lan truyền xung và chuyển mạch quang trong môi trường nguyên tử hai mức suy biến — **tra** ̣ng thái “Bật”). Hình 1.5 biểu diễn sự tiến triển theo thời gian của năng lượng đầu ra đi qua đầu thu tín hiệu của trạng thái “Bật” (A và C) cho P s = 2.5 nW, (B) khẩu độ trạng thái “Tắt” cho Ps = 2.5 nW, (D và F) khẩu độ trạng thái “Bật” P (Trang 27)

Hình 1.11. Sơ đồ cấu trúc các mức năng lượng và laser liên kết đối với hệ nguyên tử 87 Rb cấu hình lambda ba mức biểu diễn vạch D 2 [81, 82, 85, 86] - Luận văn Thạc sĩ Vật lý: Điều khiển lan truyền xung và chuyển mạch quang trong môi trường nguyên tử hai mức suy biến — **Hình 1.11.** Sơ đồ cấu trúc các mức năng lượng và laser liên kết đối với hệ nguyên tử 87 Rb cấu hình lambda ba mức biểu diễn vạch D 2 [81, 82, 85, 86] (Trang 49)

Hình 2.1. Mô hình chuyển mạch quang tạo bởi môi trường nguyên tử hai mức suy biến được đặt trong từ trường ngoài (a); giản đồ năng lượng của nguyên tử khi chưa có từ trường ngoài (b) và khi có từ trường ngoài (c) - Luận văn Thạc sĩ Vật lý: Điều khiển lan truyền xung và chuyển mạch quang trong môi trường nguyên tử hai mức suy biến — **Hình 2.1.** Mô hình chuyển mạch quang tạo bởi môi trường nguyên tử hai mức suy biến được đặt trong từ trường ngoài (a); giản đồ năng lượng của nguyên tử khi chưa có từ trường ngoài (b) và khi có từ trường ngoài (c) (Trang 54)

Hình. 2.2. Phổ hấp thụ của trường dò theo độ lệch tần của chùm laser dò Δp khi không có từ trường a) B = 0 (đường liền nét màu xanh) và khi có mặt của từ trường (đường đứt nét màu đỏ): b) B = 2c và c) B = -2c - Luận văn Thạc sĩ Vật lý: Điều khiển lan truyền xung và chuyển mạch quang trong môi trường nguyên tử hai mức suy biến — **nh.** 2.2. Phổ hấp thụ của trường dò theo độ lệch tần của chùm laser dò Δp khi không có từ trường a) B = 0 (đường liền nét màu xanh) và khi có mặt của từ trường (đường đứt nét màu đỏ): b) B = 2c và c) B = -2c (Trang 57)

Hình 2.3. Sự tiến triển theo thời gian của xung dò (đường liền nét) và từ trường chuyển mạch (đường đứt nét) tại độ sâu quang học ξ = 50/α với các chu kỳ chuyển - Luận văn Thạc sĩ Vật lý: Điều khiển lan truyền xung và chuyển mạch quang trong môi trường nguyên tử hai mức suy biến — **Hình 2.3.** Sự tiến triển theo thời gian của xung dò (đường liền nét) và từ trường chuyển mạch (đường đứt nét) tại độ sâu quang học ξ = 50/α với các chu kỳ chuyển (Trang 60)

2.3.2. Ảnh hưởng của cường độ trường liên kết - Luận văn Thạc sĩ Vật lý: Điều khiển lan truyền xung và chuyển mạch quang trong môi trường nguyên tử hai mức suy biến — **2.3.2.** Ảnh hưởng của cường độ trường liên kết (Trang 61)

Từ Hình 2.4, chúng ta thấy rằng khi cường độ của trường liên kết nhỏ (như Hình 2.4(a)), các xung dò truyền qua là bị biến dạng và không giữ được dạng xung gần vuông như xung chuyển mạch - Luận văn Thạc sĩ Vật lý: Điều khiển lan truyền xung và chuyển mạch quang trong môi trường nguyên tử hai mức suy biến — **Hình 2.4** chúng ta thấy rằng khi cường độ của trường liên kết nhỏ (như Hình 2.4(a)), các xung dò truyền qua là bị biến dạng và không giữ được dạng xung gần vuông như xung chuyển mạch (Trang 61)

Hình 2.4. Sự tiến triển theo thời gian của lan truyền xung dò (đường liền nét) và từ trường chuyển mạch (đường đứt nét) (b) tại khoảng cách ξ = 50/α đối với các giá trị cường độ trường liên kết khác nhau: (a) Ωc = 1γ21; (b) Ωc = 2γ21; (c) Ωc = 5γ - Luận văn Thạc sĩ Vật lý: Điều khiển lan truyền xung và chuyển mạch quang trong môi trường nguyên tử hai mức suy biến — **Hình 2.4.** Sự tiến triển theo thời gian của lan truyền xung dò (đường liền nét) và từ trường chuyển mạch (đường đứt nét) (b) tại khoảng cách ξ = 50/α đối với các giá trị cường độ trường liên kết khác nhau: (a) Ωc = 1γ21; (b) Ωc = 2γ21; (c) Ωc = 5γ (Trang 62)

Hình 2.5. Sự tiến triển theo thời gian của xung dò (đường liền nét) và từ trường chuyển mạch (đường đứt nét) tại độ sâu quang học ξ = 50/α đối với các độ lệch tần của chùm dò khác nhau: (a) Δ p = 1γ21; (b) Δp = 2γ21; (c) Δp = 3γ21và (d) Δp = 4γ21 - Luận văn Thạc sĩ Vật lý: Điều khiển lan truyền xung và chuyển mạch quang trong môi trường nguyên tử hai mức suy biến — **Hình 2.5.** Sự tiến triển theo thời gian của xung dò (đường liền nét) và từ trường chuyển mạch (đường đứt nét) tại độ sâu quang học ξ = 50/α đối với các độ lệch tần của chùm dò khác nhau: (a) Δ p = 1γ21; (b) Δp = 2γ21; (c) Δp = 3γ21và (d) Δp = 4γ21 (Trang 63)

Hình 2.6. Sự tiến triển theo thời gian của xung dò (đường liền nét) và từ trường chuyển mạch (đường đứt nét) tại độ sâu quang học ξ = 50/α đối với các độ lệch tần chùm liên kết khác nhau: (a) Δ c = 1γ21; (b) Δc = 2γ21; (c) Δc = 3γ21 và (d) Δc = 4γ - Luận văn Thạc sĩ Vật lý: Điều khiển lan truyền xung và chuyển mạch quang trong môi trường nguyên tử hai mức suy biến — **Hình 2.6.** Sự tiến triển theo thời gian của xung dò (đường liền nét) và từ trường chuyển mạch (đường đứt nét) tại độ sâu quang học ξ = 50/α đối với các độ lệch tần chùm liên kết khác nhau: (a) Δ c = 1γ21; (b) Δc = 2γ21; (c) Δc = 3γ21 và (d) Δc = 4γ (Trang 64)

Hình 2.7. Sự biến thiên của các hệ số hấp thụ trường dò là một hàm của cường độ từ trường và độ lệch của trường dò - Luận văn Thạc sĩ Vật lý: Điều khiển lan truyền xung và chuyển mạch quang trong môi trường nguyên tử hai mức suy biến — **Hình 2.7.** Sự biến thiên của các hệ số hấp thụ trường dò là một hàm của cường độ từ trường và độ lệch của trường dò (Trang 66)

cần có một khoảng thời gian trễ giữa quá trình “Bật” và “Tắt” để có thể hình thành hiệu ứng EIT trong hệ - Luận văn Thạc sĩ Vật lý: Điều khiển lan truyền xung và chuyển mạch quang trong môi trường nguyên tử hai mức suy biến — c ần có một khoảng thời gian trễ giữa quá trình “Bật” và “Tắt” để có thể hình thành hiệu ứng EIT trong hệ (Trang 67)

Hình 2.9 Sự tiến triển theo thời gian của trường dò (đường liền nét) và trường điều khiển chuyển mạch (đường đứt nét) tại độ sâu quang học ξ = 50/α đối với các giá trị khác nhau của từ trường: (a) B = 1γ c; (b) B = 3γc - Luận văn Thạc sĩ Vật lý: Điều khiển lan truyền xung và chuyển mạch quang trong môi trường nguyên tử hai mức suy biến — **Hình 2.9** Sự tiến triển theo thời gian của trường dò (đường liền nét) và trường điều khiển chuyển mạch (đường đứt nét) tại độ sâu quang học ξ = 50/α đối với các giá trị khác nhau của từ trường: (a) B = 1γ c; (b) B = 3γc (Trang 68)

Hình 2.10. Sự tiến triển theo thời gian của trường dò được lan truyền (đường liền nét) và từ trường chuyển mạch (đường đứt nét) (b) tại vị trí độ sâu quang học ξ = 50/α và các độ lệch tần laser dò khác nhau: (a) p = 121; (b) p = 221; (c) p - Luận văn Thạc sĩ Vật lý: Điều khiển lan truyền xung và chuyển mạch quang trong môi trường nguyên tử hai mức suy biến — **Hình 2.10.** Sự tiến triển theo thời gian của trường dò được lan truyền (đường liền nét) và từ trường chuyển mạch (đường đứt nét) (b) tại vị trí độ sâu quang học ξ = 50/α và các độ lệch tần laser dò khác nhau: (a) p = 121; (b) p = 221; (c) p (Trang 69)

Hình 2.11. Sự tiến tiển theo thời gian của trường dò được lan truyền (đường liền nét) và từ trường chuyển mạch (đường đứt nét) (b) tại vị trí độ sâu quang học ξ = 50/α đối với các độ lệch tần chùm laser liên kết khác nhau: (a) c = 121; (b)  - Luận văn Thạc sĩ Vật lý: Điều khiển lan truyền xung và chuyển mạch quang trong môi trường nguyên tử hai mức suy biến — **Hình 2.11.** Sự tiến tiển theo thời gian của trường dò được lan truyền (đường liền nét) và từ trường chuyển mạch (đường đứt nét) (b) tại vị trí độ sâu quang học ξ = 50/α đối với các độ lệch tần chùm laser liên kết khác nhau: (a) c = 121; (b)  (Trang 71)

Hình 3.1. Cường độ của xung dò tại độ sâu quang học ξ= 30/α với các giá trị khác nhau của từ trường B - Luận văn Thạc sĩ Vật lý: Điều khiển lan truyền xung và chuyển mạch quang trong môi trường nguyên tử hai mức suy biến — **Hình 3.1.** Cường độ của xung dò tại độ sâu quang học ξ= 30/α với các giá trị khác nhau của từ trường B (Trang 75)

Hình 3.2. Cường độ của xung dò ở đầu ra của môi trường tại độ sâu quang học ξ= 30/α đối với các giá trị khác nhau của trường điều khiển Ωc - Luận văn Thạc sĩ Vật lý: Điều khiển lan truyền xung và chuyển mạch quang trong môi trường nguyên tử hai mức suy biến — **Hình 3.2.** Cường độ của xung dò ở đầu ra của môi trường tại độ sâu quang học ξ= 30/α đối với các giá trị khác nhau của trường điều khiển Ωc (Trang 76)

Hình 3.3. Cường độ xung ở độ sâu quang học ξ= 30/α tại các giá trị khác nhau của độ lệch tần chùm laser dò p với Δc = 0 (a) và tại các giá trị khác nhau của độ lệch tần chùm laser điều khiển Δ c với Δp = 0 (b) - Luận văn Thạc sĩ Vật lý: Điều khiển lan truyền xung và chuyển mạch quang trong môi trường nguyên tử hai mức suy biến — **Hình 3.3.** Cường độ xung ở độ sâu quang học ξ= 30/α tại các giá trị khác nhau của độ lệch tần chùm laser dò p với Δc = 0 (a) và tại các giá trị khác nhau của độ lệch tần chùm laser điều khiển Δ c với Δp = 0 (b) (Trang 78)

Hình 3.4. Sự tiến triển theo không và thời gian của cường độ xung laser dò khi từ trường được “Bật” và “Tắt”: B = 0 (a) và B = 2c (b) - Luận văn Thạc sĩ Vật lý: Điều khiển lan truyền xung và chuyển mạch quang trong môi trường nguyên tử hai mức suy biến — **Hình 3.4.** Sự tiến triển theo không và thời gian của cường độ xung laser dò khi từ trường được “Bật” và “Tắt”: B = 0 (a) và B = 2c (b) (Trang 80)

Hình 3.5. Mô hình nguyên tử hai mức suy biến dưới tác dụng của trường laser điều khiển và laser dò: (a) chưa có từ trường ngoài và (b) có từ trường ngoài - Luận văn Thạc sĩ Vật lý: Điều khiển lan truyền xung và chuyển mạch quang trong môi trường nguyên tử hai mức suy biến — **Hình 3.5.** Mô hình nguyên tử hai mức suy biến dưới tác dụng của trường laser điều khiển và laser dò: (a) chưa có từ trường ngoài và (b) có từ trường ngoài (Trang 81)

  mô tả sự dịch pha ϕ trên mỗi đơn vị chiều dài và α (trong hình 3.2 (a) và 3.3 (a)) biểu thị hệ số hấp thụ của trường dò,V g=Re[1/1(0)] biểu thị vận tốc nhóm của các soliton quang được tạo ra theo cách này và 2(0) không những biểu thị t - Luận văn Thạc sĩ Vật lý: Điều khiển lan truyền xung và chuyển mạch quang trong môi trường nguyên tử hai mức suy biến — m ô tả sự dịch pha ϕ trên mỗi đơn vị chiều dài và α (trong hình 3.2 (a) và 3.3 (a)) biểu thị hệ số hấp thụ của trường dò,V g=Re[1/1(0)] biểu thị vận tốc nhóm của các soliton quang được tạo ra theo cách này và 2(0) không những biểu thị t (Trang 84)

Hình 3.6. (a) hệ số hấp thụ α; (b) tỷ số phần thực và phần ảo của các hệ số β2i/β2r - Luận văn Thạc sĩ Vật lý: Điều khiển lan truyền xung và chuyển mạch quang trong môi trường nguyên tử hai mức suy biến — **Hình 3.6.** (a) hệ số hấp thụ α; (b) tỷ số phần thực và phần ảo của các hệ số β2i/β2r (Trang 87)

Hình 3.7. (a) Hệ số hấp thụ α; (b) các tỷ lệ của các phần thực và phần ảo của hệ số tán sắc β2i/β2r (đường cong liền nét) và hệ số phi tuyến W2i / W2r (đường cong đứt nét) so với tần số Rabi không thứ nguyên Ω c/γ - Luận văn Thạc sĩ Vật lý: Điều khiển lan truyền xung và chuyển mạch quang trong môi trường nguyên tử hai mức suy biến — **Hình 3.7.** (a) Hệ số hấp thụ α; (b) các tỷ lệ của các phần thực và phần ảo của hệ số tán sắc β2i/β2r (đường cong liền nét) và hệ số phi tuyến W2i / W2r (đường cong đứt nét) so với tần số Rabi không thứ nguyên Ω c/γ (Trang 89)

Hình 3.8. (a) Đồ thị ba chiều  p / p0 2e − là nghiệm mô phỏng số của phương trình (3.9) và (b) nghiệm soliton sáng cơ bản 22 - Luận văn Thạc sĩ Vật lý: Điều khiển lan truyền xung và chuyển mạch quang trong môi trường nguyên tử hai mức suy biến — **Hình 3.8.** (a) Đồ thị ba chiều  p / p0 2e − là nghiệm mô phỏng số của phương trình (3.9) và (b) nghiệm soliton sáng cơ bản 22 (Trang 91)

Hình 3.9. (a) Đồ thị ba chiều  p / p0 2e − là nghiệm mô phỏng số của phương trình (3.9) và (b) nghiệm soliton tối cơ bản 22 - Luận văn Thạc sĩ Vật lý: Điều khiển lan truyền xung và chuyển mạch quang trong môi trường nguyên tử hai mức suy biến — **Hình 3.9.** (a) Đồ thị ba chiều  p / p0 2e − là nghiệm mô phỏng số của phương trình (3.9) và (b) nghiệm soliton tối cơ bản 22 (Trang 92)

Các hình 3.10 và 3.11 cho chúng ta thấy, đối với cường độ liên kết (hoặc cường độ từ trường) thích hợp, có thể chọn giá trị cường độ từ trường tối ưu (cường độ trường liên kết) để có vận tốc nhóm nhỏ nhất - Luận văn Thạc sĩ Vật lý: Điều khiển lan truyền xung và chuyển mạch quang trong môi trường nguyên tử hai mức suy biến — c hình 3.10 và 3.11 cho chúng ta thấy, đối với cường độ liên kết (hoặc cường độ từ trường) thích hợp, có thể chọn giá trị cường độ từ trường tối ưu (cường độ trường liên kết) để có vận tốc nhóm nhỏ nhất (Trang 93)

Hình 3.11. Sự thay đổi vận tốc nhóm theo cường độ từ trường tại các giá trị khác nhau của trường liên kết - Luận văn Thạc sĩ Vật lý: Điều khiển lan truyền xung và chuyển mạch quang trong môi trường nguyên tử hai mức suy biến — **Hình 3.11.** Sự thay đổi vận tốc nhóm theo cường độ từ trường tại các giá trị khác nhau của trường liên kết (Trang 94)