TĂNG CƯỜNG PHI TUYẾN KERR CHÉO DỰA TRÊN HIỆU ỨNG TRONG SUỐT CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ
Quang học
Luận án này tập trung nghiên cứu về việc tăng cường và điều khiển hệ số phi tuyến Kerr chéo trong môi trường nguyên tử, dựa trên hiệu ứng trong suốt cảm ứng điện từ (EIT). Đây là một lĩnh vực được quan tâm sâu rộng do tiềm năng ứng dụng trong khoa học kỹ thuật. Nghiên cứu nhằm tìm kiếm các phương pháp hiệu quả để tăng cường phi tuyến Kerr trong điều kiện cường độ ánh sáng thấp.
Nghiên cứu đã xây dựng các mô hình lý thuyết và dẫn ra biểu thức giải tích cho hệ số phi tuyến Kerr chéo trong hai cấu hình nguyên tử chính: hệ bốn mức năng lượng cấu hình Y ngược và hệ sáu mức năng lượng cấu hình Y ngược.
Đối với hệ bốn mức Y ngược, luận án đã khảo sát ảnh hưởng của mở rộng Doppler và nhiệt độ. Kết quả cho thấy biên độ của hệ số phi tuyến Kerr chéo giảm khi nhiệt độ tăng, nguyên nhân là do sự suy giảm độ kết hợp giữa các trạng thái lượng tử trong nguyên tử. Hiện tượng mở rộng Doppler cũng làm giảm biên độ phi tuyến Kerr và đòi hỏi cường độ chùm laser điều khiển lớn hơn để đạt được hiệu ứng phi tuyến đáng kể.
Đối với hệ sáu mức Y ngược, luận án chỉ ra rằng phi tuyến Kerr chéo được tăng cường đáng kể trong ba miền phổ trong suốt (cửa sổ EIT), với biên độ tăng lên đáng kể so với khi không có EIT. Ưu điểm vượt trội của mô hình sáu mức là sự mở rộng sang ba cửa sổ EIT, đồng thời trong mỗi cửa sổ, giá trị phi tuyến Kerr chéo được phân tách thành hai miền âm dương. Luận án cũng chứng minh khả năng điều khiển phi tuyến Kerr chéo theo độ lệch tần số và cường độ của trường laser điều khiển. Mô hình chữ Y ngược sáu mức có tính đối xứng, giúp giảm vận tốc nhóm của hai chùm laser, tăng thời gian tương tác và từ đó tăng cường đáng kể phi tuyến Kerr chéo. Những kết quả này mở ra nhiều triển vọng ứng dụng trong các thiết bị quang phi tuyến và thông tin lượng tử.