4. Phương pháp nghiên cứu
3.4. Khảo sát phổ EIT và tán sắc EIT cấu hình bơm-dị cùng chiều
Quy trình đo phổ EIT và tán sắc EIT cấu hình bơm-dị cùng chiều hồn tồn tương tự như quy trình đo phổ EIT và tán sắc EIT cấu hình bơm-dị ngược chiều. Tuy nhiên, thay vì sử dụng hệ quang học như Hình 2.40, ở đây chúng tơi sử dụng hệ quang học như Hình 2.41.
Bước 1: Khóa mode tần số laser bơm đến dịch chuyển cần khảo sát.
Trong thí nghiệm này, chúng ta sẽ khảo sát hiệu ứng EIT đối với đồng vị 85Rb. Đầu tiên chúng ta dựa vào tín hiệu phổ hấp thụ bão hòa để điều chỉnh miền quét tần số laser bơm và laser dò quanh dịch chuyển 52S1/2(F = 3) 52P3/2(F = 2, 3, 4). Tiếp theo, khóa mode laser bơm DL2 theo sơ đồ Hình 2.37. Tần số laser bơm được khóa tại dịch chuyển D2 52S1/2(F = 3) 52P3/2(F = 2, 3, 4), sau đó thu hẹp dần miền quét tần số của laser bơm, kết hợp với điều chỉnh để dịch chuyển mong muốn luôn nằm chính giữa miền quét tần số. Giảm dần miền quét tần số đến khi tần số laser được cố định tại dịch chuyển mong muốn, giảm miền quét tần số về giá trị cực tiểu, tiếp theo chuyển laser bơm sang chế độ khóa tần số ứng với tín hiệu laser phản hồi (dùng cơng tắc khóa trên module điều khiển).
Bước 2: Điều chỉnh cường độ và chiều truyền của laser bơm DL2. Hệ
thí nghiệm của chúng tơi thiết lập theo hai cấu hình tạo EIT, gồm cấu hình bơm- dị cùng chiều và cấu hình bơm-dị ngược chiều. Đối với trường hợp EIT cấu hình bơm-dị cùng chiều: Đóng khóa S3, mở S2 và sử dụng kính phân cực P2, bộ lọc trung hòa ND2 để thay đổi cường độ chùm laser nằm trong khoảng từ
0.5 mW/cm2 đến 10 mW/cm2. Đối với trường hợp EIT cấu hình bơm-dị ngược chiều, chúng ta đóng khóa S2, mở S3 và sử dụng kính P3 để điều khiển cường độ chùm laser bơm đến giá trị mong muốn.
Bước 3: Kiểm tra sự chồng nhau giữa chùm dò và chùm laser bơm sao
cho chùm dò và chùm bơm trùng nhau tại trung tâm của buồng mẫu nguyên tử. Tín hiệu sẽ thu được tốt nhất khi chùm bơm và chùm dị hồn tồn trùng lên
nhau. Để thay đổi phương truyền, chúng ta quay các gương M3, M5 và M6. Đối với các gương và bản tách chùm điều khiển chùm laser dò chúng ta cố định do q trình tinh chỉnh giao thoa kế Mach-Zehnder địi hỏi độ chính xác và mất nhiều thời gian.
Bước 4: Kết nối Photodetector với dao động ký điện tử. Trong hệ này
Photodetector được để ở chế độ trở kháng trong khoảng từ 100 K đến 1 M tùy vào cường độ tín hiệu chùm laser dò.
Bước 5: Thay đổi các tham số cần khảo sát và thu dữ liệu tín hiệu phổ.
3.4.2. Phổ EIT và tán sắc EIT cấu hình bơm-dị cùng chiều
Trong trường hợp khảo sát phổ EIT cấu hình bơm-dị cùng chiều, cường độ chùm laser dị được chọn khoảng 50 µW/cm2 cịn tần số của nó được qt qua các dịch chuyển 5S1/2 (F = 3)→5P3/2 (F’ = 2, 3, 4). Cường độ chùm laser bơm được chọn cỡ 2 mW/cm2. Cả chùm laser dị và laser bơm có độ rộng phổ cỡ 1 MHz. Để khảo sát ảnh hưởng của cường độ chùm laser bơm lên các cửa sổ EIT khi tần số laser bơm được khóa tại dịch chuyển 5S1/2 (F = 3)→5P3/2 (F’
= 2), chúng ta thay đổi cường độ của chùm laser bơm bằng cách điều chỉnh kính phân cực. Phổ hấp thụ và phổ tán sắc khi có mặt hiệu ứng EIT của nguyên tử 85Rb thu được như trên Hình 3.8.
Chúng ta thấy rằng, trên đường hấp thụ mở rộng Doppler, xuất hiện 7 cửa sổ EIT trong đó có ba cửa sổ có cường độ lớn nhất ứng với dịch chuyển từ phải sang lần lượt là dịch chuyển 5S1/2 (F = 3) → 5P3/2 (F’ = 4) khi chùm laser bơm liên kết với dịch chuyển 5S1/2 (F = 3) → 5P3/2 (F’ = 2); dịch chuyển 5S1/2 (F = 3) → 5P3/2 (F’ = 4) khi chùm laser bơm liên kết với dịch chuyển 5S1/2 (F =
3) → 5P3/2 (F’ = 3) và dịch chuyển 5S1/2 (F = 3) → 5P3/2 (F’ = 3) khi chùm laser bơm liên kết với dịch chuyển 5S1/2 (F = 3) → 5P3/2 (F’ = 2). Đây cũng là 3 vạch
phổ EIT được quan sát trong hệ thí nghiệm của nhóm tác giả Lê Cảnh Trung [11], tuy nhiên họ khơng quan sát được 4 vạch phổ EIT cịn lại.
Hình 3.8 Phổ hấp thụ (1) và phổ tán sắc (2) của nguyên tử 85Rb khi có mặt hiệu ứng EIT.