4. Phương pháp nghiên cứu
1.3. Nguyên lý đo phổ trong suốt cảm ứng điện từ
Để quan sát phổ trong suốt cảm ứng điện từ, chúng tơi xây dựng hệ thí nghiệm gồm hai laser diode có bước sóng nằm trong miền dịch chuyển D2 của nguyên tử Rubi. Để cụ thể, chúng tơi sử dụng sơ đồ kích thích hệ nguyên tử
85Rb bốn mức năng lượng, cấu hình chữ V như trên Hình 1.9. Trong mơ hình
này, mức |1 là trạng thái siêu tinh tế 52S1/2 (F = 3), mức |2 là trạng thái 52P3/2
(F’ = 2), mức |3 là trạng thái 52P3/2 (F’ = 3) và mức |4 là trạng thái 52P3/2
(F’= 4). Độ lệch tần số giữa các mức |3 - |2 và |4 - |3 là 1 = 63,401 MHz
và 2 = 120,640 MHz. Ở đây, chùm laser bơm và laser dò cùng quét qua đồng thời các dịch chuyển |1 |2, |1 |3 và |1 |4.
Hình 1.9 Sơ đồ kích thích chữ V hệ bốn mức năng lượng được kích thích bởi hai
chùm laser bơm và laser dị.
Hình 1.10 Hệ số hấp thụ và hệ số tán sắc của nguyên tử 85Rb khi khóa chùm laser bơm tại dịch chuyển 52S1∕2(F = 3) ↔ 52P3∕2(F= 3) [23].
Trong trường hợp chùm laser bơm chỉ liên kết với dịch chuyển 52S1∕2(F = 3) ↔
Kết quả thu được cho thấy trên đường hấp thụ xuất hiện 3 cửa sổ EIT [23]. Kết quả này có thể giải thích như sau: Do các mức năng lượng |2, |3 và |4 khá gần nhau và với hiệu ứng Doppler nên chùm laser bơm không chỉ liên kết duy
nhất với dịch chuyển 52S1∕2(F = 3) ↔ 52P3∕2(F = 3) mà còn liên kết với hai nhóm
nguyên tử khác ứng với các dịch chuyển 52S1∕2(F = 3) ↔ 52P3∕2(F = 2) và
52S1∕2(F = 3) ↔ 52P3∕2(F = 4). Vì thế, tín hiệu của chùm laser dị thu được sẽ
ứng với tín hiệu của ba nhóm ngun tử chuyển động với vận tốc khác nhau. Sơ đồ giải thích sự xuất hiện các vạch phổ EIT được mơ tả như trên Hình 1.11, ở đây mỗi nhóm nguyên tử sẽ tạo ra 3 cửa sổ EIT trên đường hấp thụ mở rộng Doppler, nên ba nhóm nguyên tử sẽ tạo ra trên đường hấp thụ 9 cửa sổ EIT, tuy nhiên có ba vị trí cửa sổ trùng nhau dẫn đến trên đường hấp thụ chỉ quan sát được tối đa 6 cửa sổ. Tuy nhiên, với độ nhạy chưa cao của hệ thí nghiệm đầu tiên này, các tác giả chỉ quan sát được 3 vạch phổ EIT. Trong chương III, chúng tơi sẽ thiết kế và lắp ráp hệ thí nghiệm có độ nhạy cao hơn để quan sát được 6 cửa sổ EIT như chúng tôi đã chỉ ra về mặt lý thuyết ở trên.
Hình 1.11 Sơ đồ giải thích sự hình thành 6 cửa sổ EIT trên đường hấp thụ mở rộng