4. Phương pháp nghiên cứu
3.9. Khảo sát chuyển mạch quang
3.9.2. Mơ hình thực nghiệm
Theo mơ hình lý thuyết đã trình bày trong mục 3.9.1, chúng tơi đề xuất mơ hình thực nghiệm để nghiên cứu hệ chuyển mạch quang sử dụng mơi trường khí ngun tử Rubi như Hình 3.20. Ở đây, chúng tôi sử dụng ba laser diode LD1, LD2 và LD3 đóng vai trị lần lượt là laser dị, laser bơm và laser tín hiệu. LD1 phát chùm tia laser bước sóng 780.242 nm, LD2 phát chùm tia laser bơm bước sóng 776 nm và laser LD3 đóng vai trị chùm tín hiệu chuyển mạch phát ra chùm tia bước sóng từ 770 nm đến 800 nm. Các gương phản xạ M1, M2, M3, M4 và M5 dùng để thay đổi hướng của các chùm laser. BS1 và BS2 là các bản tách chùm có hệ số phản xạ từ 92 đến 95 %, tương ứng với hệ số truyền qua từ 8
đến 5 %. BS3 là bản tách chùm phân cực, cho phép chùm laser dò truyền qua và phản xạ chùm bơm, BS4 và BS5 là các bản tách chùm 50/50. Để thay đổi mặt phẳng phân cực ta dùng các bản nửa bước sóng (/2). Hơn nữa, để có thể tạo xung tín hiệu cho các chùm laser theo ý muốn ta dùng các bộ điều biến điện quang EOM1, EOM2 và EOM3. Tần số của các xung tín hiệu có thể thay đổi bởi độ điều biến âm quang AOM. Hệ sử dụng hai buồng mẫu chứa khí nguyên tử Rubi: Buồng mẫu Rb2 dùng để lấy tín hiệu mẫu khóa tần số các chùm laser, buồng mẫu Rb1 có gắn thêm các cuộn dây tạo từ trường. Các bản khóa chùm K1 và K2 được sử dụng trong trường hợp ngắt tín hiệu chùm laser bơm và laser tín hiệu. Cường độ của các chùm sáng được thu bởi các đầu thu PD1, PD2, PD3 và PD4 sau đó hiển thị trên dao động kí OCS. Bộ lọc trung hịa ND dùng để giảm cường độ chùm laser truyền qua.
Laser diode LD1 được khóa cố định tại một dịch chuyển trong miền bước sóng 780 nm, có biên độ thay đổi theo thời gian tùy thuộc vào sự điều chỉnh bộ điều khiển EOM1. Tín hiệu đầu vào buồng cộng hưởng được thu bởi PD1 truyền về dao động ký tại kênh 1 (trục X). Tín hiệu ra của chùm dị sau khi qua
buồng cộng hưởng được thu bởi đầu thu PD3 truyền về dao động ký tại kênh 2 (trục Y).
Hình 3.20 Sơ đồ quang học hệ chuyển mạch quang.
Laser diode LD2 và LD3 được khóa cố định tại các dịch chuyển mong muốn bằng cách sử dụng hệ hấp thụ bão hòa (SAS) gồm các thiết bị BS4, BS5, Rb1, M5 và ND. Tín hiệu từ hệ SAS được ghi lại bởi đầu thu PD2 và hiển thị trên dao động ký trong q trình khóa tần số. Laser bơm LD2 và laser tín hiệu LD3 có thể thay đổi cường độ theo dạng xung vuông thông qua bộ điều biến điện quang EOM2 và EOM3. Bộ điều biến âm quang AOM dùng để điều biến tần số chùm tín hiệu trong giải tần số cỡ 160 MHz. Dạng của chùm laser tín hiệu được ghi lại bởi PD4 và đi vào kênh 3. Trong trường hợp khóa K2 ngắt chùm tín hiệu, chúng ta có thể khảo sát mối quan hệ cường độ vào và cường độ
ra dùng để quan sát lưỡng ổn định quang. Khi mở K2, tín hiệu thu được PD3 và PD4 cho biết mối quan hệ giữa tín hiệu vào và tín hiệu sau khi đã chuyển mạch quang.