4. Phương pháp nghiên cứu
2.2. Xây dựng hệ thí nghiệm phổ phân giải cao đa năng
2.2.1. Nguyên lý chung
Trên cơ sở tìm hiểu và phân tích các hệ thí nghiệm phổ phân giải cao hiện có, chúng tơi đề xuất xây dựng một hệ thí nghiệm trên khơng gian nhỏ gọn để làm giảm quang trình của các chùm laser ngắn, do đó tăng được tính ổn định và độ nhạy. Hệ tích hợp được khả năng khóa tần số của cả chùm laser bơm và chùm laser dị mà khơng tách riêng ra thành một phần riêng biệt như trong cơng trình [23]. Do đó, có thể giảm thiểu được kích thước cũng như khối lượng và dễ dàng chuyển đổi linh hoạt giữa nhiều phép đo phổ khác nhau. Hệ thí nghiệm gồm ba phần chính có sơ đồ khối như Hình 2.13:
Bộ phận quang học: gồm các thiết bị quang được đặt trên mặt bàn có kích thước 45 cm x 60 cm.
Bộ phận điện tử: gồm ba module điều khiển. Module 1 điều khiển nguồn laser DL1 của hãng Teachspin, module 2 điều khiển nguồn laser DL2 của hãng Moglabs và module 3 điều khiển nhiệt độ của hãng Thorlabs.
Bộ phận hiển thị và lưu trữ số liệu: Các tín hiệu thu được trên ba Photodetector được kết nối với dao động ký điện tử của hãng Tektronix. Ở đây các dữ liệu được ghi lại bằng hình ảnh và các dữ liệu số.
Sơ đồ bố trí các bộ phận quang học trên một mặt bàn quang học được mô tả như trên Hình 2.14. Ở đây, vị trí của các thiết bị quang được bố trí sao cho có thể thực hiện linh hoạt giữa các phép đo phổ khác nhau.
Hình 2.14 Sơ đồ bố trí các thiết bị quang trên bề mặt quang học của hệ nghiên cứu
tính chất quang. M1 – M7: gương phản xạ; S1 – S3: bộ khóa chùm; ND1 – ND3: bộ lọc trung hịa; BS1 – BS6: bản tách chùm; FPI: Giao thoa kế Fabry-Pérot; MZI: Giao thoa kế Mach-Zehnder; P1 – P2: Kính phân cực; PD1 – PD3: Đầu thu quang; DL: Laser diode; IS: bộ cách ly quang học.
Hệ thí nghiệm tích hợp có thể sử dụng để quan sát phổ hấp thụ, phổ tán sắc, phổ hấp thụ bão hòa, phổ tán sắc bão hòa, phổ hấp thụ và phổ tán sắc khi có mặt hiệu ứng EIT trong trường hợp có đồng thời cả hai chùm bơm cùng chiều
và ngược chiều, sự thay đổi của phương phân cực chùm sáng khi truyền qua mơi trường khí nguyên tử, hiệu ứng quay quang-từ.
Chi tiết các thiết bị sử dụng trong hệ được liệt kê trong Bảng 2.1.
Bảng 2.1 Bảng các thiết bị dùng để xây dựng hệ thí nghiệm.
TT Tên thiết bị /Ký hiệu Model/Supplier lượngSố
1 Gương (M) ME1-G01 - Ø1"-Thorlabs 07
2 Bản tách chùm (BS)
EBP1 – Thorlabs 02
EBS1 – Thorlabs 01
EBS2 – Thorlabs 02
3 Kính phân cực (P) LPVISE050A –Thorlabs 03
4 Laser Diode (DL) DLC-202 – Moglabs 01
DLS1A – Teachspin 01
5 Bộ lọc trung hòa (ND) NDK01 – Thorlabs 02
6 Bộ khóa chùm (BB) LB1- Thorlabs 04
7 Giao thoa kế Fabry-Pérot (F - P) FP1A – Teachspin 01
8 Photodetector FDS010– Teachspin 03
9 Bộ định hướng quang (OI) IO-5-780-HP – Thorlabs 01
10 Dao động ký điện tử MDO3102 – Tektronix 01
11 Bộ ổn định nhiệt buồng mẫu TC200 – Thorlab 01
12 Buồng mẫu khí Rb Thorlab 01