4. Phương pháp nghiên cứu
3.3. Khảo sát phổ EIT và tán sắc EIT cấu hình bơm-dị ngược chiều
3.3.1. Quy trình đo phổ EIT và tán sắc EIT
Để quan sát phổ EIT đối với chùm laser dò, chúng ta sử dụng laser DL2 làm laser bơm. Bước sóng của chùm laser được xác định bằng máy đo bước sóng. Tuy nhiên, muốn xác định chính xác tần số laser phù hợp với một dịch chuyển nào đó trong mơi trường, ta cần phải sử dụng kỹ thuật khóa tần số như đã trình bày trong mục 2.3.3. Đây là yếu tố quyết định chính tạo hiện tượng trong suốt cảm ứng điện từ với chùm laser dị. Trong hệ thí nghiệm này, chúng ta tập trung nghiên cứu tại dịch chuyển D2 của nguyên tử Rubi, nên miền tần số của laser dò cũng được điều chỉnh ứng với miền dịch chuyển D2. Sơ đồ quang học khảo sát phổ EIT và tán sắc EIT cấu hình bơm-dị ngược chiều như Hình 2.40. Chi tiết các bước sử dụng chùm laser bơm để tạo ra mơi trường EIT đối với chùm laser dị như sau:
Bước 1: Khóa mode tần số đến dịch chuyển mong muốn. Ở đây, chúng
ta sẽ quan sát hiệu ứng EIT đối với hai đồng vị 85Rb hoặc 87Rb của nguyên tử Rubi, vì vậy đầu tiên chúng ta cần dựa vào tín hiệu phổ hấp thụ bão hịa, điều chỉnh miền qt tần số laser quanh dịch chuyển 52S1/2(F = 2) 52P3/2(F = 1, 2, 3) đối với nguyên tử 87Rb hoặc dịch chuyển 52S1/2(F = 2) 52P3/2(F = 2, 3, 4) đối với nguyên tử 85Rb. Tiếp theo, sử dụng sơ đồ khóa mode đối với laser bơm DL2 (Hình 2.37), tiến hành điều chỉnh laser để laser quét trong miền dịch chuyển D2 (tần số 384.320 THz), sau đó giảm dần miền quét tần số của laser kết hợp với điều chỉnh để dịch chuyển mong muốn ln nằm chính giữa miền
quét. Giảm dần miền quét đến khi tần số laser được cố định tại dịch chuyển mong muốn, giảm miền quét về giá trị cực tiểu, tiếp theo chuyển laser sang chế độ khóa tần số ứng với tín hiệu laser phản hồi.
Bước 2: Điều chỉnh cường độ và chiều truyền của laser bơm DL2. Hệ
thí nghiệm của chúng tơi thiết lập hai cấu hình tạo EIT là cấu hình bơm-dị cùng chiều và cấu hình bơm-dị ngược chiều. Đối với cấu hình bơm-dị chùng chiều, chúng ta 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 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. Tín hiệu sẽ thu được tốt nhất khi chùm bơm và chùm dị hồn toàn trùng với nhau. Để thay đổi phương truyền, chúng ta quay gương M3, M5 và M6. Đối với các gương và bản tách chùm điều khiển chùm laser dị chúng ta cố định do q trình tinh chỉnh giao thoa kế Mach-Zehnder địi hỏi độ chính xác cao và mất nhiều thời gian.
Bước 4: Kết nối Photodetector với dao động ký điện tử. Trong hệ thí
nghiệm này Photodetector được để ở chế độ trở kháng dao động từ 100 k đến 1 M tùy vào cường độ tín hiệu chùm laser dị.