5. Bố cục luận án
1.8.2.Hiệu ứng hấp thụ bão hòa chéo
Trong thực nghiệm, giả sử nguyên tử với hai tần số cộng hưởng 1 và
2
gần nhau, bên cạnh việc quan sát được các dịch chuyển bão hòa thông thường ở các tần số trung tâm1 và 2thì trên công tua phổ còn quan sát thêm được hình ảnh phổ hấp thụ bão hòa chéo (crossover) xuất hiện tại tần số
1 2/ 2
.
Để giải thích sự xuất hiện hiệu ứng bão hòa chéo, chúng ta giả sử khoảng cách giữa hai dịch chuyển có tần số là 1và 2 nhỏ hơn độ rộng Doppler, nghĩa là 12 D. Tại tần số laser 12/ 2, sóng tới được dịch chuyển so với 1 một đoạn bằng 1 2 1/ 2. Nếu nó bão hòa với các nguyên tử có vận tốc (vz dvz)2 1/ 2k k về việc dịch chuyển 1 với tần số dịch chuyển 1 nó cộng hưởng nhóm nguyên tử này. Khi sóng phản xạ ngược hướng với độ mở rộng Doppler nó bão hòa cùng với một nhóm nguyên tử có vận tốc cộng hưởng tương tự trong quá trình dịch chuyển 2 với tần số dịch chuyển 2.
33
Kết luận chương 1
Trong khuôn khổ lý thuyết bán cổ điển, bài toán tương tác giữa nguyên tử với các trường laser có thể mô tả bởi phương trình Liuoville. Khi đó, phổ hấp thụ và phổ tán sắc của môi trường khí nguyên tử có thể được biểu diễn theo các phần tử ma trận mật độ tương ứng với các dịch chuyển của nguyên tử.
Khi nguyên tử bị kích thích bởi 2 trường laser cùng tần số nhưng cường độ khác nhau thì trường laser mạnh có thể làm môi trường nguyên tử trở nên trong suốt đối với trường laser còn lại (hiệu ứng EIT) dù tần số kích thích trùng vơi tần số cộng hưởng riêng của nguyên tử. Khi xuất hiện hiệu ứng EIT, sự suy giảm hấp thụ cộng hưởng luôn kèm theo thay đổi tán sắc rất lớn của môi trường. Do đó, thời gian tương tác tác của photon trong môi trường EIT thường lớn do vận tốc nhóm của photon bé. Điều này dẫn đến môi trường EIT được vận dụng vào nghiên cứu quang phi tuyến ngưỡng thấp, tạo từ kế có độ nhạy cao, phát laser không cần đảo lộn độ cư trú, tăng cường phi tuyến Kerr và lưỡng ổn định quang nguyên tử…
34
Chương 2
XÂY DỰNG HỆ THÍ NGHIỆM ĐO PHỔ EIT VÀ PHỔ TÁN SẮC CỦA
MÔI TRƯỜNG KHÍ NGUYÊN TỬ 85Rb