Tóm tắt: Xây dựng hệ nghiên cứu tính chất quang của nguyên tử Rubi.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH
----------

NGUYỄN VĂN ÁI

XÂY DỰNG HỆ
NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT QUANG
CỦA NGUYÊN TỬ RUBI
Chuyên nghành: Quang học
Mã số: 9440110

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÍ

NGHỆ AN, 2022


LUẬN ÁN ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

Người hướng dẫn khoa học: GS. TS. Nguyễn Huy Bằng

Phản biện 1: ……………………………………………………………
……………………………………………………………

Phản biện 2: ……………………………………………………………
……………………………………………………………

Phản biện 3: ……………………………………………………………
……………………………………………………………

Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp Trường họp tại

…………………………………………………………………………….
Vào hồi ……….. giờ ………... phút, ngày …….. tháng ……. Năm 2022

Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện quốc gia và trung tâm thông tin - thư viện
Nguyễn Thúc Hào, trường Đại học Vinh.


1
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Phổ học là lĩnh vực khoa học ra đời từ rất lâu và gắn liền với các mốc quan trọng trong lịch sử phát
triển vật lý. Sự phát triển của các phương pháp và các thiết bị đo phổ hiện đại đã từng bước làm sáng tỏ cấu
trúc vi mô của nguyên tử/phân tử đến cấp độ siêu tinh tế. Thiết kế và xây dựng các hệ thí nghiệm hiện đại
để nghiên cứu các cấu trúc phổ phân giải siêu cao và nghiên cứu các tính chất quang ngun tử là các chủ
đề ln được các nhà khoa học trong nước cũng như trên thế giới quan tâm.
Hiện nay, các kỹ thuật phổ phân giải cao như kỹ thuật phổ hấp thụ bão hòa (SAS) [1]–[4], kỹ thuật
phổ kích thích kết hợp [3], [4] và kỹ thuật phổ đánh dấu phân cực [4] được sử dụng để xác định các dịch
chuyển siêu tinh tế của nguyên tử/phân tử. Qua đó, giúp chúng ta hiểu được cấu trúc nguyên tử với độ chính
xác cao, do đó chúng ta có thể dễ dàng thao tác và điều khiển chúng và làm cơ sở cho sự hình thành các lý
thuyết mới. Chẳng hạn như sự làm lạnh và bẫy nguyên tử bằng laser [5]–[9] hay tạo các vật liệu mới có các
tính chất đặc biệt như vật liệu trong suốt cảm ứng điện từ (EIT-Electromagentically Induced Transparency)
[10]–[20]. Vật liệu này được hình thành do sự giao thoa lượng tử giữa các biên độ xác suất dịch chuyển
của các trạng thái lượng tử bên trong nguyên tử dưới tác dụng đồng thời của các trường laser.
Các tính chất quang tiêu biểu của vật liệu EIT gồm: sự trong suốt ở tần số cộng hưởng, phi tuyến
Kerr khổng lồ [10], [13], [15], [21]–[26], tốc độ tán sắc cực lớn nên vận tốc nhóm của photon cực nhỏ
[27]–[32]. Đặc biệt, ta có thể điều khiển các tính chất nội tại nói trên của các ngun tử bằng laser bên
ngồi. Với những tính chất nổi bật đó, vật liệu EIT được kỳ vọng sẽ tạo nhiều ứng dụng quan trọng. Chẳng
hạn, sử dụng vật liệu EIT cho lưu lưu trữ ánh sáng [33]–[38], lưỡng ổn định quang và chuyển mạch quang
[39]–[43] (phần tử cơ bản cho các bộ xử lý thông tin quang hiện đại) sẽ có độ nhạy cao gấp hàng triệu lần
so với sử dụng vật liệu phi tuyến Kerr truyền thống. Hơn nữa, do hệ số phi tuyến Kerr của vật liệu EIT có

thể điều khiển được cả độ lớn và dấu nên chúng ta có thể điều khiển được đặc trưng lưỡng ổn định quang
và chuyển mạch tồn quang, hay nói cách khác là ứng dụng này sẽ tạo ra thiết bị chuyển mạch quang chủ
động.
Mơ hình cơ bản để tạo vật liệu EIT là dựa vào sự liên kết giữa 3 trạng thái siêu tinh tế của nguyên
tử với hai trường laser (trong đó có một laser đóng vai trị điều khiển), do đó cấu hình cơ bản của EIT là
các hệ nguyên tử ba mức năng lượng (cấu hình lambda, chữ V và bậc thang). Dưới tác dụng của chùm laser
bơm, môi trường trở nên trong suốt với chùm laser dò tại một miền tần số nào đó (gọi là cửa sổ trong suốt
hay cửa sổ EIT). Mặc dù, vật liệu EIT ba mức năng lượng đã được ứng dụng rộng rãi trong các thiết bị
photonic hiện đại [40], [44], nhưng vật liệu này chỉ có một miền phổ trong suốt hẹp nên miền hoạt động
của các thiết bị chỉ nằm trong một miền tần số nhỏ. Vì vậy, việc tìm giải pháp để tăng số cửa sổ trong suốt
của vật liệu EIT đã và đang được các nhà khoa học quan tâm hiện nay. Một trong các giải pháp đã được
nhiều nhà khoa học đề xuất là sử dụng các hệ nguyên tử có các trạng thái siêu tinh tế gần nhau [26], [43],
[45], [46], chẳng hạn như các nguyên tử kim loại kiềm. Khi đó, một trường laser có thể liên kết được đồng
thời nhiều dịch chuyển siêu tính tế gần nhau nên có thể tạo được nhiều cửa sổ trong suốt.


2
Bên cạnh hiệu ứng EIT, kỹ thuật phổ phân giải siêu cao có thể giúp chúng ta dễ dàng quan sát hiệu
ứng Macaluso-Corbino (còn gọi là hiệu ứng quang-từ). Hiệu ứng này được phát hiện lần đầu tiên bởi nhà
bác học Faraday khi chiếu ánh sáng qua một môi trường rắn và môi trường tinh thể lỏng [47], [48]. Sau đó
hai nhà bác học Macaluso-Corbino đã quan sát hiệu ứng quay mặt phẳng phân cực của chùm sáng truyền
qua môi trường khí nguyên tử và cho thấy sự phụ thuộc góc quay vào tần số, cường độ chùm laser [49],
[50]. Gần đây, hiệu ứng quang-từ cũng nhận được nhiều sự quan tâm nghiên cứu [51]–[54] do nó có nhiều
ứng dụng hữu ích chẳng hạn như điều biến ánh sáng, từ kế siêu nhạy [55]–[57], v.v.
Ở nước ngoài, gần đây đã có một số nghiên cứu thực nghiệm về hiệu ứng EIT/EIA đa cửa sổ trong
suốt. Chẳng hạn, năm 2014 Kang Ying và đồng nghiệp đã quan sát được bảy cửa sổ EIT trong nguyên tử
Rubi cấu hình chữ V khi cho hai chùm laser bơm và dò cùng chiều nhau [45]. Năm 2015, Dipankar
Bhattacharyya và đồng nghiệp đã quan sát được năm đỉnh hấp thụ cảm ứng lọc lựa vận tốc (EIA), trong
nguyên tử Rubi cấu hình lambda sáu mức năng lượng [58]. Sau đó, Bo-Xun Wang và đồng nghiệp đã tích
hợp thêm giao thoa kế Mach-Zehnder để quan sát chiết suất nhóm của mơi trường ngun tử khí Rb [26].

Năm 2017, Khairul Islam cùng đồng nghiệp đã quan sát sáu đỉnh hấp thụ EIA, trong hệ nguyên tử năm mức
chữ V của nguyên tử Rb [59]. Các kết quả quan sát thực nghiệm trong các cơng trình trên phù hợp tốt với
mơ hình lý thuyết. Tuy nhiên, các tín hiệu phổ thu được chưa thực sự rõ nét và các sự khảo sát khác chưa
được khai thác.
Ở trong nước, bên cạnh các thành công trong nghiên cứu lý thuyết về hiệu ứng EIT và các ứng
dụng liên quan, nhóm nghiên cứu chúng tôi cũng đã xây dựng thành công một hệ thí nghiệm quan sát phổ
trong suốt cảm ứng điện từ của khí nguyên tử Rb ở nhiệt độ phịng [23], [60]. Ưu điểm của hệ thí nghiệm
này là đã quan sát được phổ EIT và phổ tán sắc của EIT với ba cửa sổ trong suốt rất rõ nét (độ trong suốt
đạt gần 100%). Tuy nhiên, hệ thí nghiệm này cũng có nhược điểm là lắp đặt dàn trải và chưa linh động, độ
ổn định chưa cao nên một số vạch phổ EIT chưa quan sát được và khó thực hiện được các thí nghiệm liên
quan địi hỏi độ nhạy cao như phi tuyến Kerr và lưỡng ổn định quang.
Vì vậy, thiết kế và xây dựng một hệ thí nghiệm phổ phân giải cao có kích thước nhỏ gọn, tính ổn
định cao, giá thành thấp, tích hợp nghiên cứu được nhiều tính chất quang nguyên tử và các ứng dụng liên
quan đang là mong muốn của các nhóm nghiên cứu trong nước và trên thế giới. Với mong muốn xây dựng
một hệ thí nghiệm như vậy, chúng tơi lựa chọn đề tài “Xây dựng hệ nghiên cứu tính chất quang của
nguyên tử Rubi” làm luận án tiến sĩ.
Trong hệ thí nghiệm này, chúng tơi sử dụng mơi trường khí ngun tử Rubi vì các lí do sau: Thứ
nhất, cấu trúc mức năng lượng của nguyên tử Rubi có các tần số dịch chuyển phù hợp với các tần số của
các laser diode được sử dụng rộng rãi trên thị trường; Thứ hai, nguyên tử Rubi thuộc nhóm kim loại kiềm
có một điện tử ở lớp ngồi cùng nên có cấu trúc các mức năng lượng đơn giản và khoảng cách tần số giữa
các mức năng lượng tương đối gần nhau. Do đó, chỉ cần sử dụng một chùm laser cũng dễ dàng liên kết
được nhiều dịch chuyển lân cận; Thứ ba, nguyên tử Rubi dễ dàng chuyển sang thể khí ngay tại nhiệt độ
phịng do đó dễ tạo mẫu.


3
2. Mục tiêu nghiên cứu
Thiết kế và xây dựng một hệ thí nghiệm phổ phân giải cao, có kích thước nhỏ gọn, tính ổn định
cao, giá thành thấp, tích hợp nhiều phép đo phổ phân giải siêu cao khác nhau. Từ đó, sử dụng hệ thí nghiệm
để nghiên cứu các tính chất quang của mơi trường khí ngun tử Rubi.

3. Nội dung nghiên cứu
Để đạt được mục tiêu đặt ra, nội dung của luận án tập trung các vấn đề sau:
-

Tìm hiểu các hệ thí nghiệm liên quan trong nước và ngoài nước, nắm được các ưu, nhược điểm của

các hệ thí nghiệm hiện có. Từ đó, đề xuất thiết kế và xây dựng một hệ thí nghiệm đa năng có thể khảo sát
được nhiều tính chất quang của mơi trường khí nguyên tử dựa trên hiệu ứng EIT.
-

Xây dựng quy trình thực hiện các phép đo phổ của nguyên tử Rubi.

-

Định hướng phát triển hệ thí nghiệm nghiên cứu các ứng dụng liên quan.
4. Phương pháp nghiên cứu
- Lý thuyết
Chúng tôi dựa vào các nguyên lý đo phổ phân giải cao như: Phổ hấp thụ và tán sắc bão hoà, phổ

bơm chọn lọc vận tốc, phổ trong suốt cảm ứng điện từ, v.v. Đồng thời, dựa các nguyên lý đo các hiệu ứng
liên quan như chiết suất nhóm, hệ số phi tuyến Kerr, lưỡng ổn định quang, v.v.
Dựa vào lý thuyết bán cổ điển và hình thức luận ma trận mật độ để xây dựng các mơ hình lý thuyết
mô phỏng các kết quả nghiên cứu.
- Thực nghiệm
+ Phát triển hệ thí nghiệm đã có, xây dựng một hệ thí nghiệm có thể thực hiện được nhiều phép đo
để nghiên cứu tính chất quang của mơi trường khí ngun tử Rubi.
+ Từ dữ liệu thu được của các phép đo, chúng tôi sử dụng các phần mềm xử lý số liệu để đưa ra
được đường thực nghiệm, qua đó phân tích sự thay đổi tính chất quang của mơi trường theo các tham số
laser điều khiển.
5. Cấu trúc luận án

Ngoài phần mở đầu và phần kết luận, luận án có ba chương được trình bày như sau:
Chương I. Các nguyên lý đo phổ phân giải cao
Trong chương này, chúng tơi trình bày các ngun lý đo phổ phân giải cao để làm cơ sở cho việc
xây dựng hệ thí nghiệm nghiên cứu tính chất quang nguyên tử. Ở đây, chúng tơi cũng trình bày ngun lý
khảo sát một số ứng dụng của hiệu ứng trong suốt cảm ứng điện từ, để định hướng xây dựng một hệ thí
nghiệm tồn diện trong khuôn khổ luận án.
Chương II. Xây dựng hệ thí nghiệm nghiên cứu tính chất quang của mơi trường nguyên tử


4
Trong chương này, trên cơ sở một số hệ thí nghiệm về phổ nguyên tử đã công bố trong những năm
gần đây, thơng qua phân tích các ưu nhược điểm của các hệ thí nghiệm đã có. Chúng tơi xây dựng hệ thí
nghiệm đa chức năng, nhỏ gọn, có tính ổn định và độ nhạy cao và có thể khảo sát được các tính chất quang.
Dựa vào các thiết bị hiện có tại phịng thí nghiệm, thiết kế và xây dựng hệ thí nghiệm đo phổ nguyên tử
bao gồm phổ hấp thụ bão hòa, tán sắc bão hòa, phổ bơm chọn lọc vận tốc, v.v.
Chương III. Nghiên cứu các tính chất quang của khí ngun tử
Trong chương này, chúng tơi tiến hành thực hiện các phép đo phổ nghiên cứu tính chất quang của
mơi trường dựa trên hệ thí nghiệm đã xây dựng. Đồng thời, tiến hành khảo sát các mơ hình phép đo ứng
dụng của tính chất quang mơi trường. Qua đó, đưa ra các thơng số và sơ đồ nguyên lý phép đo, cũng như
các thiết bị cần thiết bổ sung để phát triển hệ thí nghiệm đã xây dựng.

Chương I
CÁC NGUYÊN LÝ ĐO PHỔ PHÂN GIẢI CAO
Trong chương này, chúng tơi trình bày các ngun lý đo phổ phân giải cao như phổ hấp thụ bão
hòa và tán sắc, phổ bơm chọn lọc vận tốc, phổ trong suốt cảm ứng điện từ và tán sắc, chiết suất nhóm và
phi tuyến Kerr cũng như các hiệu ứng liên quan như lưỡng ổn định và chuyển mạch toàn quang. Những nội
dung trình bày trong chương này là cơ sở lý thuyết cho việc xây dựng hệ thí nghiệm tích hợp nghiên cứu
các tính chất quang nguyên tử, sẽ được thực hiện trong chương 2.
1.1. Nguyên lý đo phổ hấp thụ bão hòa và tán sắc bão hòa
1.2. Nguyên lý đo phổ bơm chọn lọc vận tốc

Hệ đo phổ bơm chọn lọc vận tốc sử dụng hai chùm laser lan truyền ngược chiều nhau như trên
Hình 1.6. Chùm laser thứ nhất có cường độ yếu gọi là laser dị (DL1). Tần số của laser dị được khóa tại
giá trị gần với tần số dịch chuyển cộng hưởng của miền phổ cần khảo sát.

DL2

DL1

Hình 1.1 Sơ đồ nguyên lý đo phổ bơm chọn lọc vận tốc.

Khi laser bơm quét qua 6 giá trị tần số này, các nhóm nguyên tử sẽ tương ứng sẽ chuyển về trạng thái bão
hòa nên hệ số hấp thụ đối với chùm dò giảm. Điều này dẫn đến xuất hiện 6 thời điểm cường độ chùm dị
tăng lên do đó tín hiệu thu được sẽ là 6 vạch phổ như trong Hình 1.8. Đối với nguyên tử 85Rb, khoảng cách
giữa các cửa sổ từ trái sang phải lần lượt là 63,40 MHz; 63,40 MHz; 57,24 MHz; 63,40 MHz; 120,64 MHz.


5

Hình 1.2 Phổ bơm chọn lọc vận tốc của nguyên tử 85Rb

1.3. Nguyên lý đo phổ trong suốt cảm ứng điện từ
1.4. Hiệu ứng Macaluso-Corbino
Hiệu ứng Macaluso-Corbino là sự quay mặt phẳng phân cực của chùm sáng, khi nó truyền qua mơi
trường khí có tồn tại từ trường ngồi với véctơ cảm ứng từ cùng phương truyền.
Công thức biểu diễn mối liên hệ giữa góc quay mặt phẳng phân cực  và từ trường dạng:

 L   2   2 / 4   2L 
4 0l



2
c
  2   2 / 4   2L    2  2

(1.26)

Hình 1.13a biểu diễn sự phụ thuộc góc quay quang-từ  vào độ lệch tần chuẩn hóa (/) và từ
trường chuẩn hóa (L/). Từ Hình 1.13b, chúng ta nhận thấy góc quay mặt phẳng phân cực của ánh sáng
truyền qua thay đổi nhiều nhất ở lân cận giải tần số số cộng hưởng của các dịch chuyển và đạt giá trị cực
đại tại tần số cộng hưởng. Ở xa tần miền số cộng hưởng không quan sát thấy sự quay mặt phẳng phân cực.
Trên Hình 1.13c cho thấy khi giá trị của từ trường chuẩn hóa nhỏ, góc quay phân cực tỉ lệ thuận với độ lớn
của từ trường chuẩn hóa L/, ngồi ra chiều quay mặt phẳng phân cực còn phụ thuộc vào hướng của từ
trường.


6

Hình 1.3 Sự phụ thuộc góc quay quang-từ  vào độ lệch tần và từ trường chuẩn hóa (a). Sự phụ thuộc của góc quay
quang từ vào: (b) độ lệch tần chuẩn hóa (/) khi L/ = 0.1 và (c) từ trường chuẩn hóa (L/) khi / = 0.

1.5. Một số ứng dụng của môi trường EIT
1.5.1. Đo vận tốc nhóm ánh sáng
1.5.2. Phi tuyến Kerr khổng lồ
1.5.3. Lưỡng ổn định quang
1.6. Nguyên tử Rubi (Rubidium)

Chương II
XÂY DỰNG HỆ THÍ NGHIỆM
NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT QUANG CỦA MƠI TRƯỜNG NGUN TỬ

Trong chương này, chúng tơi tìm hiểu tổng quan một số hệ đo phổ ngun tử đã có và phân tích
các ưu, nhược điểm của các hệ. Trên cơ sở đó, chúng tơi thiết kế và xây dựng một hệ thí nghiệm nhỏ gọn,
tích hợp nhiều phép đo phổ khác nhau ngay tại Trường Đại học Vinh. Sự thiết kế phải đảm bảo được sự
linh động và dễ dàng thao tác chuyển đổi qua lại giữa các phép đo khác nhau. Hệ tích hợp cũng cần đảm bảo
tính chính xác và ổn định trong các phép đo.
2.1. Một số hệ đo phổ nguyên tử hiện nay
2.1.1. Hệ thí nghiệm hấp thụ bão hoà của hãng Thorlabs


7
2.1.2. Hệ thí nghiệm của hãng Teachspin
2.1.3. Hệ thí nghiệm EIT cấu hình chữ V bơm-dị cùng chiều
2.1.4. Hệ thí nghiệm đo chiết suất nhóm ánh sáng
2.1.5. Thí nghiệm EIT tại trường Đại học Vinh
2.2. Xây dựng hệ thí nghiệm phân giải cao đa năng
2.2.1. Nguyên lý chung
Trên cơ sở phân tích các ưu, nhược điểm của các hệ thí nghiệm đo phổ nguyên tử ở trên, chúng tôi
thiết kế và xây dựng một hệ thí nghiệm có thể tích hợp được nhiều phép đo phổ. Hệ thí nghiệm tích hợp
phải đảm bảo được các yêu tố sau:
+ Quang trình đường đi của các chùm sáng nhỏ, giảm thiểu được nhiễu của mơi trường.
+ Đa chức năng, có thể chuyển đổi linh hoạt giữa các phép đo.
+ Nhỏ gọn, dễ dàng di chuyển.
Hệ thí nghiệm gồm ba phần chính có sơ đồ khối như Hình 2.13:


Bộ phận quang học:
Phần đầu tiên là hệ quang học gồm các thiết bị quang được đặt trên mặt bàn có kích thước 45 cm

x 60 cm.


Bộ phận điện tử: gồm ba module điều khiển. Module 1 điều khiển nguồn laser DL1 của hãng
Teachspin, module 2 điều khiển nguồn laser DL2 của hãng Moglabs và module 3 điều khiển nhiệt
độ của hãng Thorlabs.

Hình 2.1 Sơ đồ khối bệ thí nghiệm tích hợp nhỏ gọn.



Bộ phận hiển thị và lưu trữ số liệu: Các tín hiệu thu được trên ba Photodetector được kết nối với
dao động ký điện tử của hãng Tektronix. Ở đây các dữ liệu được ghi lại bằng hình ảnh và các dữ
liệu số.

Sơ đồ bố trí các bộ phận quang học trên một mặt bàn quang học được mô tả như trên Hình 2.14. Ở đây, vị
trí của các thiết bị quang được bố trí sao cho có thể thực hiện linh hoạt giữa các phép đo phổ khác nhau.


8

Hình 2.2 Sơ đồ bố trí các thiết bị quang trên bề mặt quang học của hệ nghiên cứu tính chất quang. M1 – M7: gương
phản xạ; S1 – S3: bộ khóa chùm; ND1 – ND3: bộ lọc trung hịa; BS1 – BS6: bản tách chùm; FPI: Giao thoa kế FabryPérot; MZI: Giao thoa kế Mach-Zehnder; P1 – P2: Kính phân cực; PD1 – PD3: Đầu thu quang; DL: Laser diode;
IS: bộ cách ly quang học.

Hệ có thể sử dụng để quan sát phổ hấp thụ, phổ tán sắc, phổ hấp thụ bão hòa, phổ tán sắc bão hòa,
phổ hấp thụ và phổ tán sắc khi có mặt hiệu ứng EIT trong trường hợp có đồng thời cả hai chùm bơm cùng
chiều và ngược chiều, sự thay đổi của phương phân cực chùm sáng khi truyền qua mơi trường khí nguyên tử.
2.2.2. Bộ phận quang học

Hình 2.3 Sơ đồ bố trí các thiết bị trên bề mặt quang học của hệ thí nghiệm.
2.2.3. Bộ phận điều khiển

2.2.4. Bộ phận hiển thị
2.3. Sơ đồ nguyên lý các phép đo phổ của hệ thí nghiệm


9
2.3.1. Sơ đồ quang học quan sát phổ hấp thụ và phổ tán sắc

Hình 2.4 Sơ đồ quang học quan sát phổ hấp thụ.

Hình 2.5 Sơ đồ quang học quan sát phổ tán sắc.

2.3.2. Sơ đồ quang học quan sát phổ hấp thụ bão hòa và tán sắc bão hòa


10

Hình 2.6 Sơ đồ quang học quan sát phổ hấp thụ bão hịa.

Hình 2.7 Sơ đồ quang học quan sát phổ tán sắc bão hòa.
2.3.3. Sơ đồ quang học quan sát EIT cấu bình bơm-dị ngược chiều


11

Hình 2.8 Sơ đồ quang học của hệ tạo EIT đa cửa sổ cấu hình chùm dị và chùm bơm ngược chiều.
2.3.4. Sơ đồ quang học quan sát phổ EIT cấu hình bơm dị cùng chiều

Hình 2.9 Sơ đồ quang học của hệ tạo EIT đa cửa sổ cấu hình chùm dò và chùm bơm cùng chiều.
2.3.5. Sơ đồ quang học quan sát phổ EIT hai chùm bơm

12

Hình 2.10 Sơ đồ quang học của hệ tạo EIT đa cửa sổ cấu hình có đồng thời cả hai chùm bơm cùng chiều
và ngược chiều.

2.3.6. Sơ đồ quang học quan sát hiệu ứng Macaluso-Corbino

Chương III
NGHIÊN CỨU CÁC TÍNH CHẤT QUANG CỦA KHÍ NGUN TỬ
Trong chương này, chúng tơi thực hiện các phép đo phổ nguyên tử Rb với hệ thí nghiệm đã được
xây dựng trong chương 2. Trình bày chi tiết các quy trình đo phổ, xử lý số liệu phổ và xây dựng mơ hình
lý thuyết để giải thích các kết quả thu được. Đồng thời, có đánh giá so sánh với các kết quả từ các hệ thí
nghiệm đã được cơng bố. Trên cơ sở các kết quả đo phổ, chúng tôi cũng đề xuất một số hướng phát triển
của hệ thí nghiệm sẽ được thực hiện trong thời gian tới.
3.1. Khảo sát phổ hấp thụ và tán sắc
3.1.1. Quy trình đo
Sơ đồ quang học dùng để khảo sát phổ hấp thụ và tán sắc được mô tả trong Hình 2.33 và Hình 2.34.
Khi thực hiện đo phổ hấp thụ và phổ tán sắc của môi trường, chúng tôi sử dụng hệ laser DL1 của hãng
TeachSpin. Do tần số của đầu phát laser phụ thuộc vào sự ổn định của các tham số của nguồn nuôi nên
nguồn laser phải được khởi động tối thiểu 30 phút trước khi tiến hành các thao tác tiếp theo.
Bước 1: Khởi động nguồn laser, tăng cường độ dòng điện cho đầu phát laser lên 2.4 mA (ngưỡng
phát laser điốt của hãng Teachspin), quan sát chùm laser bằng CCD camera, nếu thấy tín hiệu laser sángtối theo quy luật thể hiện laser đã phát. Trong trường hợp thấy cường độ chùm laser không thay đổi, thể


13
hiện buồng cộng hưởng laser chưa thỏa mãn điều kiện cộng hưởng để phát laser, chúng ta cần điều chỉnh
góc quay của gương nhiễu xạ, tìm vị trí để có tín hiệu phát cực đại (đối với hệ laser chúng tơi đã lắp ráp ổn
định, thơng thường q trình này không cần phải thực hiện lại).
Bước 2: Tăng cường độ dòng điện cấp cho đầu phát laser DL1 lên 5,26 mA, khi này bước sóng

của laser sẽ thay đổi đến trong khoảng 780,24 nm, dùng CCD camera thu phổ phát xạ huỳnh quang của
nguyên tử Rubi. Điều chỉnh tần số của laser DL1 sao cho tín hiệu hiển thị trên màn hình CCD camera là
một đường sáng nhấp nháy liên tục.
Bước 3: Khi đã quan sát thấy xuất hiện phổ huỳnh quang của mơi trường ứng với bước sóng 780.24
nm, điều chỉnh chùm laser đi vào giao thoa kế Fabry-Pérot sao cho tín hiệu phổ thu được xuất hiện vân giao
thoa có tín hiệu lớn nhất. Điều chỉnh miền qt tần số của laser đến giá trị 10 GHz.
Bước 4: Điều chỉnh các nhánh của giao thoa kế sao cho chùm tia của hai nhánh giao thoa sau khi
đi ra BS4 trùng khít lên nhau, để hiệu quang trình nhỏ hơn 0.5 cm như chúng tôi đã lập luận đưa ra trong
mục 1.1.
Bước 5: Điều chỉnh cường độ của chùm laser. Đối với chùm laser dò, chúng ta phải điều chỉnh
cường độ chùm laser nhỏ hơn cường độ bão hòa Isat = 2 mW/cm2, trong thiết lập này chúng tôi ln điều
khiển chùm laser dị xuống dưới 0,1 mW/cm2 để tránh hiệu ứng tự hội tụ của chùm tia.
Bước 6: Kết nối Photodetector với dao động ký điện tử. Trong hệ này Photodetector được để ở chế
độ có trở kháng nằm trong khoảng từ 100 K đến 1 M tùy vào cường độ tín hiệu chùm laser dị.
3.1.2. Phổ hấp thụ và tán sắc
3.2. Khảo sát phổ hấp thụ bão hồ và tán sắc bão hồ
3.2.1. Quy trình đo
3.2.2. Phổ hấp thụ bão hồ và tán sắc bão hồ

Hình 3.1 Phổ hấp thụ bão hòa (a) và phổ tán sắc bão hòa (b).

Kết quả phép đo phổ tán sắc bão hịa của các ngun tử của

85

Rb và của

87

Rb, được mơ tả

như trong Hình 3.2. Chúng ta thấy trên đường tán sắc, tại vị trí các vạch phổ hấp thụ bão hòa xuất
hiện thêm các miền tán sắc thường. Các miền tán sắc thường xuất hiện trên nền các đường tán sắc dị


14
thường. Độ dốc của đường tán sắc tại vị trí các dịch chuyển siêu tinh tế tăng, do đó chiết suất của
môi trường được tăng cường.
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
3.3.2. Phổ EIT và tán sắc EIT cấu hình bơm-dị ngược chiều

Hình 3.2 Phổ hấp thụ và tán sắc của nguyên tử 85Rb khi có mặt hiệu ứng EIT trường hợp cường độ chùm dò bằng
0,07 mW/cm2, cường độ chùm laser liên kết 3 mW/cm2 (a), phổ tán sắc của khí nguyên tử 85Rb khi giảm tần số laser
liên kết, toàn bộ các miền tán sắc dịch chuyển sang trái 68 MHz (b).

Phổ EIT và tán sắc EIT thu được như Hình 3.7. Kết quả phép đo cho thấy, hệ số hấp thụ và chiết
suất của môi trường phụ thuộc vào cường độ và tần số của laser bơm. Chúng ta có thể thu được tối đa 6
miền tán sắc thường trong miền tán sắc dị thường. Kết quả đo được phù hợp với các kết quả đo trước đây.
3.4. Khảo sát phổ EIT và tán sắc EIT cấu hình bơm-dị cùng chiều
3.4.1. Quy trình đo
3.4.2. Phổ EIT và tán sắc EIT cấu hình bơm-dị cùng chiều.
Chúng ta thấy rằng, trên đường 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 5S1/2 (F=3)→5P3/2 (F’=4) của nhóm nguyên tử liên
kết với 5S1/2 (F = 3) → 5P3/2 (F’ = 2); 5S1/2 (F = 3)→5P3/2 (F’ = 4) của nhóm nguyên tử liên kết với 5S1/2 (F
= 3) → 5P3/2 (F’ = 3) và 5S1/2 (F = 3) → 5P3/2 (F’ = 3) của nhóm nguyên tử liên kết với 5S1/2 (F = 3) → 5P3/2
(F’ = 2).


15

Hình 3.3 Phổ hấp thụ (1) và phổ tán sắc (2) của nguyên tử 85Rb khi có mặt hiệu ứng EIT.

3.5. Phổ bơm chọn lọc vận tốc
3.5.1. Quy trình đo
3.5.2. Đo phổ bơm chọn lọc vận tốc
Trong trường hợp chùm laser bơm ngược chiều với laser dị, hình ảnh phổ thu được như Hình 3.9.
Ở đây, trong trường hợp chùm laser bơm ngược chiều với chùm laser dò, số vạch phổ thu được được là 6.
Khoảng cách giữa các vạch phổ lần lượt là 63,41  1,12 MHz; 63,42  1,12 MHz; 57,36  1,12 MHz; 63,39
 1,12 MHz; 120,60  1,12 MHz.

Hình 3.4 Tín hiệu phổ bơm chọn lọc vận tốc của nguyên tử 85Rb chùm bơm ngược chiều chùm dị.

Đối chiếu kết quả thực nghiệm với mơ hình lý thuyết như đã trình bày trong mục 1.2 chúng ta thấy
rằng vị trí của các vạch phổ phù hợp với mơ hình lý thuyết đã đưa ra. Cường độ vạch phổ ứng với hai dịch


16
chuyển thứ bốn và thứ năm lớn nhất do sự chồng chập tăng cường sự trong suốt cảm ứng điện từ của hai
nhóm nguyên tử B, C và A, C.
3.6. Khảo sát phổ EIT cấu hình hai chùm bơm ngược chiều nhau
3.6.1. Quy trình đo
3.6.2. Phổ EIT hai chùm bơm cùng chiều và ngược chiều với chùm dị
Trong thí nghiệm này, chúng tơi đo phổ hấp thụ khi có mặt hiệu ứng EIT bằng cách sử dụng hai
chùm laser bơm. Hai chùm này được tách ra từ laser DL2 truyền ngược chiều nhau. Cố định tần số laser
DL2 tại dịch chuyển có độ lệch  = 100 MHz so với dịch chuyển F = 3  F = 2 về miền đỏ. Điều chỉnh
cường độ của hai chùm laser về giá trị 2 mW/cm2, tín hiệu thu được biểu diễn như trong Hình 3.10. Trong
Hình 3.10a cho thấy tín hiệu chùm laser dị có dạng Gauss, có 13 cửa sổ EIT trên đường mở rộng Doppler
ứng với dịch chuyển 52S1/2 (F = 3) → 52P3/2 (F’ = 2, 3, 4) của sáu nhóm nguyên tử chuyển động nhiệt với
vận tốc khác nhau.

Hình 3.5 Phổ EIT của 13 cửa sổ trên đường Doppler của nguyên tử 85Rb. a) thí nghiệm, b) lý thuyết.

Để giải thích kết quả thí nghiệm, chúng tơi sử dụng mơ hình hệ bốn mức năng lượng, cấu hình chữ
V. Số dịch chuyển được xác định theo giản đồ các mức năng lượng như trên Hình 3.11, ta xét số dịch
chuyển theo hai trường hợp:
Trường hợp thứ nhất, chùm bơm cùng chiều với chùm dò, chùm bơm liên kết với ba dịch chuyển
|1  |2, |1  |3 và |1  |4 ứng với ba nhóm nguyên tử A, B, C. Do hiệu ứng Doppler, chùm dò sẽ có
ba giá trị tần số cộng hưởng với mỗi nhóm nguyên tử. Tuy nhiên có một giá trị tần số của chùm dị cộng
hưởng với cả ba nhóm ngun tử, nên chúng ta thu được 7 giá trị tần số chùm dị cộng hưởng với cả ba
nhóm ngun tử.
Nhóm A:

 pA1 = 12 - c2 = c,
 pA2 = 13 - c2 = 13 - 12 + c,

(3.3)
(3.4)


17

 pA3 = 14 - c2 = 14 - 12 + c.

(3.5)

 pB1 = 12 - c3 = 12 - 13 + c,

(3.6)

Nhóm B:

 pB2 = 13 - c 3 = c,

(3.7)

 pB3 = 14 - c3 = 14 - 13 + c.

(3.8)

 Cp1 = 12 - c4 = 12 - 14 + c,

(3.9)

Nhóm C:

 Cp2 = 13 - c4 = 13 - 14 + c,
 Cp3 = 14 - c4 = c.

(3.10)
(3.11)

Trường hợp thứ hai: chùm bơm ngược chiều với chùm dò, chùm bơm liên kết với ba dịch chuyển
|1  |2, |1  |3 và |1  |4 ứng với ba nhóm nguyên tử D, E, H. Do hiệu ứng Doppler, chùm dị sẽ có
ba giá trị tần số cộng hưởng với mỗi nhóm nguyên tử. Tuy nhiên, có ba giá trị tần số trùng nhau của ba
nhóm nguyên tử, nên chúng ta chỉ thu được 6 giá trị tần số chùm dò cộng hưởng với cả ba nhóm nguyên
tử.
Nhóm D:

 pD1 = 12 + c2 = 212 - c,

(3.12)

 pD2 = 13 + c2 = 13 + 12- c,

(3.13)

 pD3 = 14 + c2 = 14 + 12 - c.

(3.14)

 pE1 = 12 + c3 = 12 + 13 - c,

(3.15)

Nhóm E:

 pE2 = 13 + c3 = 213 - c,

(3.16)

 pE3 = 14 + c3 = 14 + 13 - c.

(3.17)

 pH1 = 12 + c4 = 12 + 14 - c,

(3.18)

 pH2 = 13 + c4 = 13 + 14 - c,

(3.19)

Nhóm H:


18

 pH3 = 14 + c4 = 214 - c.

(3.20)

Do đó, chúng ta thu được 13 cửa sổ EIT khi thay đổi tần số laser dị như kết quả mơ phỏng trong
Hình 3.10b (xem phục lục B). Kết quả thí nghiệm thu được vị trí các cửa sổ EIT tương ứng với các dịch
chuyển như trong Bảng 3.1 (xem chi tiết trong luận án).
3.7. Khảo sát phổ hấp thụ cảm ứng điện từ (EIA) cấu hình bơm – dị ngược chiều
3.7.2. Phổ EIA cấu hình bơm-dị ngược chiều
Kết quả thu được tín hiệu phổ EIA như trên Hình 3.12.

Hình 3.6 Phổ hấp thụ khi có mặt hiệu ứng EIA ứng với dịch chuyển 52S1/2(F = 1)  52P3/2(F = 0, 1, 2) của nguyên
tử 87Rb.

Chúng ta thấy trên nền hấp thụ xuất hiện năm vị trí EIA, mơ hình giải thích sự hình thành các vị trí
EIA được biểu diễn như trong Hình 3.13.
Khi dịch chuyển tần số chùm laser bơm một lượng 169,90  1,12 MHz, tín hiệu phổ chùm dò thu
được cho thấy khi tăng tần số chùm laser bơm 169,90  1,12 MHz, tín các đỉnh hấp thụ cộng hưởng dịch
sang phải một lượng như nhau và bằng 169,90  1,12 MHz. Hình ảnh phổ chùm laser dò khi thay đổi tần
số laser bơm được biểu diễn như trong Hình 3.12b.
Hệ số hấp thụ của mơi trường phụ thuộc vào tần số của laser dò và laser bơm. Khi laser bơm được
khóa tại tần số c gần dịch chuyển 52S1/2(F = 2)  52P3/2(F = 2), hệ số hấp thụ của môi trường tăng cường

tại năm giá trị tần số p1, p2, p3, p4, p5 như đã đưa ra trong biểu thức (3.26) đến (3.30).
3.8. Khảo sát hiệu ứng Macaluso-Corbino
3.8.1. Quy trình đo
3.8.2. Hiệu ứng Macaluso-Corbino (MC)


19
Kết quả thực nghiệm cho thấy, sự quay mặt phẳng phân cực của ánh sáng tại dải tần số gần với các
dịch chuyển cộng hưởng D2 là 52P3/2 (F = 2, 3, 4)  52S1/2(F = 3); 52P3/2 (F = 1, 2, 3)  52S1/2 (F = 2) của
nguyên tử 85Rb và 52P3/2 (F= 1, 2, 3)  52S1/2 (F = 2); 52P3/2 (F = 2, 1, 0)  52S1/2 (F = 1) của ngun tử
87

Rb (Hình 3.16). Khi có mặt từ trường ngoài, hiện tượng quay quang-từ xuất hiện làm thay đổi vị trí đỉnh

hấp thụ, cũng như làm thay đổi trạng thái từ hấp thụ sang trong suốt. Đây là cơ sở để xây dựng hệ chuyển
mạch quang-từ ở cấp độ nguyên tử.

Hình 3.7 Sự phụ thuộc của góc quay mặt phẳng phân cực ánh sáng vào từ trường ngồi, (a) đường mơ phỏng theo lý
thuyết, (b - e) đường thực nghiệm của các giá trị từ trường khác nhau khi  = 600.

3.9. Khảo sát chuyển mạch quang
3.9.1. Mơ hình lý thuyết
Xét hệ ngun tử bốn mức cấu hình kép V + Ξ như Hình 3.26a. Theo đó, hệ gồm một trạng thái cơ
bản |1 và ba trạng thái kích thích |2, |3, |4 tương ứng với các mức năng lượng |5S1/2, F = 1, |5P3/2, F =
2, |5P1/2, F = 2, |5D5/2, F = 1 như mơ tả trong Hình 3.26b. Chùm dị có cường độ yếu với tần số p và
tần số Rabi p tác dụng lên dịch chuyển |1  |2, trong khi các dịch chuyển |1|3 và |2|4 được kích
thích bởi laser coupling (tần số c) và chùm tín hiệu (tần số s) với tần số Rabi c và s, tương ứng.
Ở đây, trường dị (đường nét liền) là sóng liên tục đã được chuyển đổi bởi trường tín hiệu. Trong Hình
3.27a, cường độ của trường tín hiệu là Ωs(τ) = Ωs0{1 − 0.5tanh [0.4(τ − 20)] + 0.5tanh[0.4(τ−45)] −
0.5tanh[0.4(τ−70)] + 0.5tanh[0.4(τ−95)]} với chu kỳ 50/21. Trong Hình 3.27b, cường độ của trường tín hiệu

là Ωs(τ) = Ωs0{1 − 0.5tanh[0.2(τ−40)] + 0.5tanh[0.2(τ−90)] − 0.5tanh[0.2(τ−140)] + 0.5tanh[0.2(τ−190)]} với
chu kỳ xấp xỉ 100/21. Trong cả hai trường hợp, biên độ của trường tín hiệu được chuẩn hóa bởi giá trị đỉnh
Ωs0 = 921. Từ Hình 3.27a cho thấy chu kỳ của chùm dò và chu kỳ của chùm tín hiệu là giống nhau. Hơn
nữa, chùm dò truyền qua được chuyển đổi theo chế độ ON hoặc OFF khi chùm tín hiệu chuyển đổi tín hiệu
từ OFF hoặc ON tương ứng. Mặt khác, dao động của xung dò sẽ bị dập tắt khi độ rộng của xung tín hiệu
lớn (Hình 3.27b).


20

Hình 3.26 (a) Sơ đồ nguyên tử cấu hình kép V + Ξ, (b) sơ đồ các mức năng lượng của ngun tử 87Rb.

Hình 3.27 Sự thay đổi tín hiệu chùm dị liên tục khi trường tín hiệu chuyển đổi với chu kỳ 50/21 (a) và 100/21 (b).
Với các tham số Ωp0 = 0.0121, Ωs0 = Ωc = 921, p = 0, c = 0, s = 0; thời gian τ được tính theo đơn vị 21-1.

3.9.2. Mơ hình thực nghiệm
3.10. Khảo sát chiết suất âm
3.10.1. Mơ hình lý thuyết
Ngun lý đo chiết suất âm của môi trường EIT tương tự như việc đo tán sắc của hiệu ứng EIT đã
được trình bày trong mục 2.3.1. Ở đây, chúng tơi xây dựng mơ hình lý thuyết để tạo chiết suất âm trong
mơi trường khí ngun tử Rubi dựa vào hiệu ứng EIT. Từ đó, có thể tìm được các tham số cần thiết cho
việc khảo sát bằng thực nghiệm chiết suất âm.
Chúng tơi xét hệ ba mức cấu hình Lamda như Hình 3.19.
Chúng ta có thể xác định được chiết suất của môi trường như sau:

n    r  D  r  D  .

(3.47)

Chúng tôi áp dụng các kết quả tính tốn cho ngun tử 87Rb với các trạng thái 5S1/2 (F = 1), 5P1/2(F = 2) và

5S1/2(F = 2) tương ứng với các mức năng lượng 1 , 2 và 3 . Mật độ nguyên tử và các tham số khác là


21
N = 1027 nguyên tử/m3, m = 1.44  1027 kg, d21 = 1,2  1029 C.m, m31 = 7,26  1023 A.m2, 21 = 23 = 6
MHz, 0 = 8,85  1012 Fm1, 0 = 4  107 NA2 và kB = 1,38  1023 J/K.

Hình 3.19 Hệ nguyên tử ba mức cấu hình Lamda.

Biên độ của chiết suất âm thay đổi khi điều chỉnh cường độ của laser bơm. Chẳng hạn, chúng tôi
cố định tần số của chùm dò tại p = 2 MHz thuộc miền chiết suất âm như đã biểu diễn trong Hình 3.21, và
vẽ đồ thị của chiết suất theo cường độ laser bơm như trên Hình 3.22. Từ hình vẽ chúng ta thấy cả hai độ từ
thẩm (đường gạch gạch) và độ điện thẩm (đường liền nét) thay đổi từ giá trị từ dương đến âm và ngược lại
khi cường độ (hay tần số Rabi) của chùm bơm thay đổi từ 0 đến 100 MHz. Điều này là do ứng với một tần
số của chùm laser dò cho trước, khi thay đổi cường độ chùm bơm dẫn đến sự thay đổi giữa sự trong suốt
cảm ứng điện từ (EIT) và sự hấp thụ cảm ứng (EIA) [54] nên làm thay đổi dạng của đường cong tán sắc.
Trong trường hợp này, chúng tơi cũng tìm thấy mơi trường có chiết suất âm khi 38 MHz  c < 78 MHz.

Hình 3.8 Sự phụ thuộc của độ từ thẩm, độ điện thẩm và chiết suất vào cường độ laser bơm khi p = 2 MHz,
c = 0 MHz và T = 300 K
.
3.10.2. Mơ hình thực nghiệm
3.11. Một số nghiên cứu mở rộng của hệ thí nghiệm tích hợp
3.11.1. Xác định vận tốc nhóm ánh sáng


22
Chúng tơi đề xuất sơ đồ đo vận tốc nhóm ánh sáng trực quan hơn là dựa vào độ lệch xung truyền
của hai laser có tần số phát khác nhau, một xung truyền qua buồng mẫu, một xung tham chiếu.
Sơ đồ quang học của việc đo vận tốc nhóm ánh sáng dựa vào sự so sánh hiệu quang trình của hai

hai xung sáng được bố trí như Hình 3.17. Trong sơ đồ quang học này, chúng tôi bổ sung thêm hai bộ điều
biến điện quang (AOM – Acousto-optic modulator) dùng để tạo xung phát (cỡ nano giây) đối với laser dị
và laser tham chiếu.

Hình 3.9 Sơ đồ lắp đặt hệ đo vận tốc nhóm ánh sáng.

3.11.2. Xác định phi tuyến Kerr
Sơ đồ bố trí thí nghiệm đo phi tuyến Kerr được biểu diễn như trên Hình 3.18. Hệ xây dựng tương
tự như hệ đo vận tốc nhóm. Chúng tơi chỉ bố trí thêm một bộ điều biến điện quang (EOM - Electro-Optic
Modulator) để điều biến cường độ chùm laser dò và laser tham chiếu.

Hình 3.10 Sơ đồ lắp đặt hệ đo hệ số phi tuyến Kerr.


23
3.11.3. Các thiết bị và linh kiện cần thiết bổ sung để phát triển hệ thí nghiệm
Hệ chuyển mạch quang được phát triển dựa trên hệ thí nghiệm tích hợp đã trình bày trong chương
II. Do đó các thiết bị sử dụng cho hệ chuyển mạch quang tương tự như đã trình bày trong mục 2.2. Laser
LD3 là laser hãng Moglabs như đã trình bày trong mục 2.2. Ngồi ra hệ còn cần bổ sung thêm một số thiết
bị sau:
a. Bộ điều biến điện quang (EOM)
b. Bộ điều biến âm quang (AOM)

KẾT LUẬN CHUNG
Trên cơ sở phân tích ưu nhược điểm, của các hệ quan sát phổ hấp thụ, tán sắc khi có hiệu ứng bão
hịa, EIT và EIA được công bố gần đây (trong nước và trên thế giới). Chúng tơi đã thiết kế và xây dựng
được hệ thí nghiệm tích hợp được trên 12 phép đo phổ phân giải cao dùng để nghiên cứu tính chất quang
của mơi trường, bao gồm:
+ Đo phổ hấp thụ và hấp thụ bão hòa.
+ Đo phổ tán sắc và tán sắc bão hòa.

+ Đo phổ hấp thụ và phổ tán sắc EIT với ba cấu hình khác nhau gồm cấu hình bơm-dị cùng chiều,
cấu hình bơm-dị ngược chiều và cấu hình hai chùm bơm ngược chiều.
+ Đo phổ EIT dựa trên kỹ thuật bơm chọn lọc vận tốc.
+ Quan sát hiệu ứng Macaluso-Corbino.
+ Đo phổ hấp thụ EIA trong trường hợp chùm bơm ngược chiều với chùm dị.
Hệ thí nghiệm được xây dựng trên mặt bàn quang học, có kích thước nhỏ gọn (45 cm x 60 cm), dễ
dàng chuyển đổi giữa các cấu hình đo phổ khác nhau bằng cách đóng mở các bản khóa chùm và gương
phản xạ. Điều này làm giảm chi phí xây dựng và chi phí vận hành so với nhiều hệ dàn trải, thiết kế linh
động của hệ giúp tiết kiệm thời gian lắp đặt, khảo sát các thí nghiệm khác nhau. Đặc biệt, chúng tơi đã quan
sát được 13 vạch phổ EIT khi sử dụng hai chùm bơm truyền ngược chiều. Kết quả này đòi hỏi độ phân giải
rất cao và là kết quả thực nghiệm đầu tiên được công bố.
Trên cơ sở các nghiên cứu về tính chất quang của mơi trường, chúng tơi đã tiến hành xây dựng một
số mơ hình lý thuyết và phù hợp tốt với các phép đo thực nghiệm trong đề tài tài. Từ đó, đề xuất hướng
phát triển hệ thiết bị và mơ hình lý thuyết cho nghiên cứu chuyển mạch toàn quang, chiết suất âm và vận
tốc nhóm ánh sáng.