chương 1. ẢNH HƯỞNG CỦA PHÂN CỰC VÀ PHA TƯƠNG ĐỐI GIỮA CÁC TRƯỜNG LASER LÊN HẤP THỤ VÀ TÁN SẮC. Sự kích thích nguyên tử theo cấu hình lambda. Hệ phương trình ma trận mật độ.
Độ kết hợp được tạo bởi phát xạ tự phát SGC. Ảnh hưởng của pha tương đối giữa hai trường laser. Nghiệm của hệ phương trình ma trận mật độ. Sự kích thích nguyên tử theo cấu hình bậc thang.
Sự kích thích nguyên tử theo cấu hình chữ V. Hệ số hấp thụ và hệ số tán sắc. Điều khiển hấp thụ và tán sắc. Ảnh hưởng của SGC.
Ảnh hưởng của cường độ trường điều khiển. Ảnh hưởng của độ lệch tần số trường điều khiển. Ảnh hưởng của pha tương đối giữa các trường laser. So sánh với kết quả mô phỏng bằng phương pháp số.
Kết luận chương 2. ẢNH HƯỞNG CỦA PHÂN CỰC VÀ PHA TƯƠNG ĐỐI GIỮA CÁC TRƯỜNG LASER LÊN CHIẾT SUẤT NHÓM VÀ ĐỘ TRỄ NHÓM. Chiết suất nhóm và độ trễ nhóm. Chiết suất nhóm.
Điều khiển chiết suất nhóm. Ảnh hưởng của SGC. Ảnh hưởng của cường độ trường điều khiển. Ảnh hưởng của tần số trường điều khiển.
Ảnh hưởng của pha tương đối giữa các trường laser. Điều khiển độ trễ nhóm. Ảnh hưởng của SGC lên độ trễ nhóm. Ảnh hưởng của cường độ trường điều khiển lên độ trễ nhóm.
Ảnh hưởng của tần số trường điều khiển lên độ trễ nhóm. Ảnh hưởng của pha tương đối lên độ trễ nhóm. So sánh ảnh hưởng của SGC và pha tương đối trong chế độ trường dò yếu và chế độ trường dò mạnh. Ảnh hưởng của SGC trong chế độ trường dò yếu và trường dò mạnh.
Ảnh hưởng của pha tương đối trong chế độ trường dò yếu và chế độ trường dò mạnh. Ảnh hưởng của pha tương đối lên độ trễ nhóm trong chế độ trường dò yếu. Kết luận chương 3 .96 KẾT LUẬN CHUNG. 99 CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ.
101 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 111 vii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt CPO Coherent Population Oscillations Dao động độ cư trú kết hợp CPT Coherence Population Trapping Sự giam cầm độ cư trú kết hợp EIT Electromagnetically Induced Transparency Sự trong suốt cảm ứng điện từ EIA Electromagnetically Induced Absorption Hiệu ứng hấp thụ cảm ứng điện từ LWI Lasing Without Inversion Phát laser khi không có đảo lộn độ cư trú SGC Spontaneously Generated Coherence Độ kết hợp được tạo bởi phát xạ tự phát Re Real part Phần thực Im Imaginary part Phần ảo viii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU Ký hiệu Đơn vị Nghĩa c m/s Vận tốc ánh sáng trong chân không nm C.m Mômen lưỡng cực điện của dịch chuyển n - m Ec V/m Cường độ điện trường chùm laser điều khiển Ep V/m Cường độ điện trường chùm laser dò En J Năng lượng riêng của trạng thái n F không thứ nguyên Số lượng tử mô men góc toàn phần H J Hamtilton toàn phần H0 J Hamilton của nguyên tử tự do HI J Hamilton tương tác giữa hệ nguyên tử và ánh sáng I W/m2 Cường độ chùm ánh sáng kB J/K Hằng số Boltzmann mRb kg Khối lượng của nguyên tử Rb N Nguyên tử/m3 Mật độ nguyên tử P C/m2 Độ lớn véctơ phân cực điện (vĩ mô) P(1) C/m2 Độ lớn véctơ phân cực tuyến tính m-1 Hệ số hấp thụ tuyến tính 0 F/m Hằng số điện của chân không ix 0 H/m Hằng số từ của chân không F/m Độ điện thẩm của môi trường H/m Độ từ thẩm của môi trường r không thứ nguyên Độ điện thẩm tỷ đối r không thứ nguyên Độ từ thẩm tỷ đối n0 không thứ nguyên Chiết suất tuyến tính n không thứ nguyên Chiết suất hiệu dụng ng không thứ nguyên Chiết suất nhóm nm Hz Tần số góc của dịch chuyển nguyên tử c Hz Tần số góc của chùm laser điều khiển p Hz Tần số góc của chùm laser dò J.s Hằng số Planck rút gọn Hz Tốc độ phân rã tự phát độ cư trú nguyên tử Hz Tốc độ suy giảm tự phát độ kết hợp vc Hz Tốc độ suy giảm độ kết hợp do va chạm không thứ nguyên Độ cảm điện của môi trường nguyên tử , Re() không thứ nguyên Phần thực của độ cảm điện , Im() không thứ nguyên Phần ảo của độ cảm điện (1) không thứ nguyên Độ cảm điện bậc 1 (tuyến tính) - Ma trận mật độ x (0) - Ma trận mật độ trong gần đúng cấp không (1) - Ma trận mật độ trong gần đúng cấp một Hz Tần số Rabi c Hz Tần số Rabi gây bởi trường laser điều khiển p Hz Tần số Rabi gây bởi trường laser dò Hz Độ lệch giữa tần số laser với tần số dịch chuyển nguyên tử (viết tắt: độ lệch tần số) c Hz Độ lệch giữa tần số của laser điều khiển với tần số dịch chuyển nguyên tử p Hz Độ lệch giữa tần số của laser dò với tần số dịch chuyển nguyên tử p 0 (độ) Pha của trường laser dò c 0 (độ) Pha của trường laser điều khiển 0 (độ) Độ lệch pha giữa trường dò và trường điều khiển (pha tương đối) 0 (độ) Góc giữa hai mô men lưỡng cực điện vg m/s Vận tốc nhóm ánh sáng vp m/s Vận tốc pha ánh sáng Tdel ns Độ trễ nhóm ánh sáng xi DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1. Các công tua hệ số hấp thụ (a), hệ số tán sắc (b) và chiết suất nhóm (c) tại lân cận tần số cộng hưởng nguyên tử. Sơ đồ kích thích hệ nguyên tử ba mức năng lượng theo cấu hình: (a) lambda, (b) bậc thang, (c) chữ V.
Các nhánh kích thích từ trạng thái cơ bản |1 tới trạng thái kích thích |2: (a) kích thích trực tiếp |1 |2; (b) kích thích gián tiếp |1 |2 |3 |2. (a) công tua hệ số hấp thụ và (b) hệ số tán sắc. Trong đó, đường liền nét ứng với khi có trường laser điều khiển còn đường đứt nét ứng với khi không có trường laser điều khiển [65]. Sự thay đổi của hấp thụ (màu đỏ), tán sắc (màu đen) theo cường độ Ωc (hình a và b) và tần số Δc (hình c và d) của trường laser điều khiển khi có mặt hiệu ứng EIT được quan sát thực nghiệm ở Trường Đại học Vinh.
Sử dụng ánh sáng chậm làm bộ đệm để tăng thông lượng của chuyển mạch quang [63, 70,71]. Sơ đồ đo tán sắc của môi trường nguyên tử sử dụng ánh sáng chậm trong giao thoa kế Mach - Zehnder [63]. Phổ tán sắc cộng hưởng (đường màu đen) của môi trường EIT nguyên tử được đo bằng kỹ thuật giao thoa Mach - Zehnder [75]. (a) Sơ đồ kích thích hệ nguyên tử ba mức cấu hình Λ và (b) - sự định hướng giữa hai mô men lưỡng cực điện 21 và 23.
(a) Sơ đồ kích thích hệ nguyên tử ba mức cấu hình bậc thang và (b) - sự định hướng không trực giao giữa hai mô men lưỡng cực điện 21 và 32. (a) Sơ đồ kích thích hệ nguyên tử ba mức cấu hình chữ V và (b) - sự định hướng không trực giao giữa hai mô men lưỡng cực điện 21 và 31. Các trạng thái được chọn của hệ nguyên tử 85Rb cho cấu hình kích thích ba mức năng lượng: (a) lambda, (b) bậc thang, (c) chữ V. Đồ thị của hệ số hấp thụ theo độ lệch tần trường dò p tại các giá trị khác nhau của tham số giao thoa p = 0.
Đồ thị của hệ số tán sắc theo độ lệch tần trường dò p tại các giá trị khác nhau của tham số giao thoa p = 0. Đồ thị của hệ số hấp thụ (a) và hệ số tán sắc (b) theo p trong cấu hình lambda (đường liền nét), bậc thang (đường chấm gạch) và chữ V (đường đứt nét). Đồ thị của hệ số hấp thụ theo độ lệch tần trường dò p tại các giá trị khác nhau của cường độ trường điều khiển Gc = 0 (đường liền nét), Gc = 10 (đường đứt nét), Gc = 15 (đường chấm gạch): (a) lambda, (b) bậc thang và (c) chữ V. Đồ thị của hệ số tán sắc theo độ lệch tần trường dò p tại các giá trị khác nhau của cường độ trường điều khiển Gc = 0 (đường liền xiii nét), Gc = 10 (đường đứt nét), Gc = 15 (đường chấm gạch): (a) lambda, (b) bậc thang và (c) chữ V.
Đồ thị của hệ số hấp thụ (a) và hệ số tán sắc (b) theo cường độ trường điều khiển Gc trong cấu hình lambda (đường liền nét), bậc thang (đường chấm gạch) và chữ V (đường đứt nét). Đồ thị của hệ số hấp thụ theo độ lệch tần trường dò p theo các giá trị khác nhau của độ lệch tần chùm điều khiển c = 0 (đường liền nét), c = -2 (đường chấm gạch), c = 2 (đường đứt nét): (a) lambda, (b) bậc thang và (c) chữ V. Đồ thị của hệ số tán sắc theo độ lệch tần trường dò p tại các giá trị khác nhau của độ lệch tần chùm điều khiển c = 0 (đường liền nét), c = -2 (đường chấm gạch), c = 2 (đường đứt nét): (a) lambda, (b) bậc thang và (c) chữ V. Đồ thị của hệ số hấp thụ (a) và hệ số tán sắc (b) theo độ lệch tần trường điều khiển ∆c trong cấu hình lambda (đường liền nét), bậc thang (đường chấm gạch) và chữ V (đường đứt nét).
Đồ thị hệ số hấp thụ theo độ lệch tần trường dò p tại các giá trị khác nhau của pha tương đối φ = 0 (đường liền nét), φ = π/2 (đường chấm gạch), φ = π (đường đứt nét) và φ = 3π/2 (đường chấm chấm): (a) lambda, (b) bậc thang và (c) chữ V. Đồ thị hệ số tán sắc theo độ lệch tần trường dò p tại các giá trị khác nhau của pha tương đối φ = 0 (đường liền nét), φ = π/2 (đường chấm gạch), φ = π (đường đứt nét) và φ = 3π/2 (đường chấm chấm): (a) lambda, (b) bậc thang và (c) chữ V. Đồ thị của hệ số hấp thụ (a) và hệ số tán sắc (b) theo pha tương đối φ trong cấu hình lambda (đường liền nét), bậc thang (đường chấm gạch), chữ V (đường đứt nét). (a) hệ số hấp thụ được vẽ bằng phương pháp số trong công trình [31], (b) hệ số hấp thụ được vẽ bằng biểu thức giải tích trong công trình chúng tôi.
Các tham số được sử dụng cho cả hai hình: = 0, c = 0, 1 = 2 = , p = c = 10.
