- L=L1+L
2.3.1Ánh sáng đi ra khỏi Giao thoa kế từ gương M
2.3.1.1 Ảnh hưởng của hệ số hấp thụ
Như ta đã biết, môi trường có hệ số hấp thụ tuyến tính thì ảnh hưởng của sự hấp thụ sẽ rất lớn khi được đặt trong buồng cộng hưởng. Trong NCMI các tia sáng đi lại nhiều lần giữa các gương, do đó nếu như môi trường phi tuyến có hấp thụ thì ảnh hưởng của nó lên độ truyền qua cũng như quan hệ vào ra là đáng kể. Để đơn giản chúng ta giả thiết tia vào có toạ độ x=y=L. Môi trường phi tuyến có hệ số chiết suất phi tuyến n2=10-5cm2/W. Bước sóng laser
λ=1.00 µm . Hai gương R1 và R2 có hệ số phản xạ 60% và 88% tương ứng. Như các tác giả trước đã chọn, pha ban đầu thường thay đổi trong khoảng -0,01π đến -0,001π. Trong trường hợp này chúng ta chọn ϕ0x=ϕ0y=ϕ0=-0.06π. Đồ thị trên hình 2.2 thể hiện kết quả giải phương trình vào-ra của NCMI với ba giá trị khác nhau của tích dα (tích giữa hệ số hấp thụ với độ dày môi trường).
Hình 2.2- Đặc trưng vào-ra của NCMI với hệ số hấp thụ α thay đổi.[2] với ϕ0=-0.06π, R1=60%, R2=88%, λ=1µm, n2=10-5cm2/W, X=Y=L=0.9cm và
α=1.0; 1.05 và 1.1 Qua hình 2.2 ta nhận thấy :
1) Xuất hiện các đường cong lưỡng ổn định. Các đường cong này sẽ thay đổi nếu thay đổi các giá trị khác nhau của hệ số hấp thụ. Điều này khẳng định NCMI hoạt động như một linh kiện lưỡng ổn định với tham số điều khiển Iin
và tham số tách α.
2) Dạng đường cong thay đổi rất nhạy khi hệ số hấp thụ thay đổi. Trong trường hợp này, khi α thay đổi từ 1,05.10-2 lên 1,1.10-2 thì ngưỡng chuyển
1.9 Iou Iou t Cường độ vào [w/cm2] C ườ ng đ ộ ra [ w /c m 2 ] Iin 1.0 A B C D
trạng thái thay đổi từ 1 W/cm2 lên 1.9 W/cm2. Như vậy hệ số hấp thụ sẽ đóng vai trò tham số tách đáng kể trong đặc trưng lưỡng ổn định của NCMI.
3. Với sự lựa chọn phù hợp hệ số hấp thụ, CNMI sẽ hoạt động như một
linh kiện lưỡng ổn định (xuất hiện hai giá trị đầu ra ứng với một giá trị đầu
vào). Sự thay đổi của hệ số hấp thụ không những quyết định thay đổi của ngưỡng chuyển trạng thái của cường độ đầu vào mà còn quyết định độ chênh lệch của hai trạng thái ra- hai trạng thái ổn định. Như vậy bằng cách lựa chọn hệ số hấp thụ khác nhau trạng thái lưỡng ổn định xác định bởi của sổ đặc trưng (hình bình hành ABCD có một cạnh là độ lớn bước nhảy và cạnh kia là hiệu của giá trị ngưỡng chuyển lên trạng thái trên và ngưỡng chuyển về trang thái dưới của cường độ vào) khác nhau.
2.3.1.2 Ảnh hưởng của hệ số phản xạ gương ra M2
Như đã đề xuất từ đầu, NCMI được cấu tạo nhờ hai gương M1 và M2. Cũng giống như trường hợp của NFPI [47], hai gương này đóng vai trò tạo phản hồi ngược nên có ảnh hưởng đến tính chất tai biến của NCMI. Trên hình 2.3 là các đường cong lưỡng ổn định cho trường hợp hệ số phản xạ của gương M2 thay đổi. Các tham số sử dụng trong tính toán vẫn giữ nguyên (chú thích dưới hình), ngoại trừ hệ số phản xạ của gương M2. Ỏ đây chúng tôi chỉ quan tâm nhiều đến R2 là hệ số quyết định phần phản hồi ngược và phần phát ra của ánh sáng.
Từ hình 2.3 ta nhận thấy
1) Với ba giá trị khác nhau của R2 là 86%, 87% và 88%, ba đường cong tai biến thay đổi rõ rệt với các bước nhảy khác nhau. Điều này khẳng định hệ số phản xạ của gương M2 đóng vai trò như là một tham số tách quan trọng.
2) Hệ số phản xạ càng lớn thì ngưỡng chuyển trạng thái càng nhỏ và ngược laị. Điều này có thể giải thích như sau: hệ số phản xạ của gương ra lớn, thì cường độ ánh sáng quay lại môi trường lớn làm tăng cường độ của tia điều
khiển. Kết quả là tăng nhanh quá trình đạt được độ lệch pha cần thiết giữa hai nhánh để có sự đột biến trạng thái.
3) Mỗi lựa chọn khác nhau của hệ số phản xạ R2 sẽ cho ta đặc trưng lưỡng ổn định khác nhau, trạng thái lưỡng ổn định khác nhau (các hình bình hành ABCD là khác nhau).
Hình 2.3- Đặc trưng vào-ra của NCMI với hệ số phản xạ của gương M2 [2] thay đổi với ϕ0=-0.06π, λ=1µm, n2=10-5cm2/W, X=Y=L=0.9 cm và α=1.0; R1=60%, R2=88%; 87%; và 86%.
2.3.1.3 Ảnh hưởng của hệ số phản xạ gương vào M1
Ở đồ thị trên hình 2.4 thể hiện đặc trưng tai biến của NCMI với các giá trị khác nhau của gương vào. Các tham số khác được cho dưới hình.
Từ hình này ta nhận thấy:
1) Các đường cong lưỡng ổn định xuất hiện khi thay đổi R1, tuy nhiên sự thay đổi này không lớn. Như vậy R1 vẫn đóng vai trò tham số tách trong đặc trưng của NCMI, song vai trò này không lớn.
2) Với sự thay đổi của R1 ngưỡng chuyển trạng thái lên mức trên hầu như không thay đổi. Điều này có thể giải thích rằng hệ số phản xạ của gương vào
C ườ ng đ ộ ra [ w /c m 2 ] Cường độ vào [w/cm2] Iout Iin
quyết định phần cường độ vào ban đầu mà ít có vai trò quyết định cường độ tín hiệu điều khiển trong môi trường.
3) Để thay đổi đặc trưng lưỡng ổn định của NCMI bằng cách thay đổi hệ số phản xạ của gương vào M1 thì ít có hiệu quả.
Hình.2.4- Đặc trưng vào-ra của NCMI với hệ số của gương R1 thay đổi.[2] với ϕ0=-0.175 π, λ=1µm, n2=10-5cm2/W, X=Y=L=0.9 cm và α=1.0;
R2=84%, R1=80%;70%; và 60%. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
4) Một điều nữa cần nhận thấy rằng, với hệ số phản xạ thấp của gương vào thì các đặc trưng lưỡng ổn định hầu như gần giống nhau và giá trị điểm ngưỡng chuyển trạng thái từ mức cao xuống mức thấp gần bằng không. Điều này chứng tỏ do hệ số phản xạ thấp thì cường độ điều khiển Ictr thấp và kết quả là hiệu ứng Kerr trong CNMI sẽ yếu hơn.
C ườ ng đ ộ ra [ w /c m 2 ] Cường độ vào [w/cm2] I in Iout
2.3.1.4 Ảnh hưởng của tham số vị trí vào
Trong các kết quả khảo sát trên chúng ta giới hạn tia sáng lý tưởng đi vào NCMI tại tâm M1 (x=y=L). Vậy với các tia khác đi vào NCMI lệch tâm thì sao? Câu trả lời được thể hiện trên hình 2.5.
Hình .2.5- Đặc trưng vào-ra của NCMI [2]
với R1=64%, R2=84%, λ=1µm, n2=10-5cm2/W, L=1cm, α=0.47, ϕ0=-0.175π ; và x/L=1, 0.95, 0.9, 0.85, và 0.8 (y/L=1, 1.05, 1.1, 1.15 và 1.2)
Hình 2.5 mô tả quan hệ cường độ vào-ra với các tham số vị trí biến đổi (ví dụ như x- nghĩa là thay đổi vị trí vào). Từ hình 2.5 ta có nhận xét sau:
C ườ ng đ ộ ra [ w /c m 2 ] Cường độ vào [w/cm2] I out I in
1) Các đường đặc trưng lưỡng ổn định thay đổi phụ thuộc vào vị trí đầu vào của tia ánh sáng. Mặc dù quãng đường của nhánh phi tuyến (x+y=2L) luôn là hằng số, nhưng cường độ ngưỡng chuyển trạng thái là thay đổi phụ thuộc vào vị trí vào.
2) Hơn nữa cường độ chuyển mạch là cao và sự thay đổi là chậm khi điểm vào ở xung quanh trung tâm bản chia trong khi đó cường độ chuyển trạng thái là thấp và sự thay đổi là nhanh khi điểm vào cách xa trung tâm bản chia. Như vậy càng gần tâm thì đặc trưng tai biến càng giống nhau hơn. Điều này có thể giải thích như sau: càng gần tâm thì sự sai khác về quang lộ giữa 2 nhánh càng nhỏ (x≈y) kéo theo độ lệch pha giữa hai nhánh càng nhỏ. Với lý giải này chúng ta có thể giải thích tại sao cùng một cường độ bơm vào sẽ cho các giá trị cường độ ra khác nhau và càng gần tâm thì các giá trị của cường độ ra càng giống nhau.
2.3.1.5 Ảnh hưởng của pha ban đầu
Đặc trưng lưỡng ổn định của NCMI còn phụ thuộc vào pha ban đầu.Sự khác nhau của pha ban đầu kéo theo sự khác nhau của các cường độ đầu tiên, đã ảnh hưởng tới cường độ tổng hợp của ánh sáng điều khiển và cường độ tổng hợp của ánh sáng ra, như thể hiện ở hình 2.6 .
C ườ ng đ ộ ra [ w /c m 2 ] 2 37
Hình 2.6- Đặc trưng vào-ra của NCMI khi ϕ0 thay đổi.[2]
λ=1µm, n2=10-5cm2/W, X=Y=L=0.9cm và α=1.0; R2=86%, R1=70%;
ϕ0=-0.06π; -0.04π ; -0.02π
Qua hình 2.6 ta thấy rằng tuy cũng có vai trò trong hoạt động của NCMI, nhưng ảnh hưởng của pha ban đầu là không lớn lắm. Với 3 giá trị khác nhau của ϕ0 , dáng điệu của 3 đồ thị biểu diễn Iout gần như không thay đổi.