1 MỞ ĐẦU Cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ các linh kiện quang dẫn ra đời và phát triển ngày càng vượt bậc, tạo ra những bước tiến mới trong lĩnh vực công nghệ kỹ thuật điện tử, công nghệ thông tin... Các lĩnh vực công nghệ đó hoàn toàn dựa trên hoạt động của các hệ điện tử. Như chúng ta đã biết, các hệ điện tử bao gồm các khối cơ bản gắn kết với nhau thông qua các cổng, các khóa, các hệ điều khiển….. Các linh kiện này có thể coi như là các chuyển mạch hoạt động như là các hệ lưỡng ổn định. Tốc độ làm việc của hệ phụ thuộc vào nhiều yếu tố trong đó phụ thuộc rất lớn vào tốc độ của chuyển mạch. Vì vậy để làm tăng tốc độ làm việc của hệ điện tử người ta tìm cách làm tăng tốc độ của các chuyển mạch. Trong những năm gần đây các linh kiện lưỡng ổn định dựa trên nguyên lí hoạt động của các giao thoa kế quang học: Fabry-Perot, Mach￾Zenhder, Michelson … đã được nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu [1], [2], [3,]. Với việc dùng môi trường phi tuyến và tín hiệu là ánh sáng Laser cùng với việc lựa chọn các tham số cấu trúc phù hợp các Giao thoa kế cổ điển trên hoạt động như một linh kiện lưỡng ổn định quang học đã được khẳng định [2],[3],[4]. Khi công nghệ Nano và sợi quang phát triển các giao thoa kế quang có kích thước lớn trước đây được rút gọn hơn nhiều và các linh kiện trên được ứng dụng nhiều trong các thiết bị điện tử số. Do cấu tạo phức tạp hơn (so với các Giao thoa kế khác) việc tính toán và cài đặt thí nghiệm kiểm chứng tương đối khó khăn nên việc nghiên cứu linh kiện lưỡng ổn định trên cơ sở của Giao thoa kế Michelson phi tuyến được quan tâm nghiên cứu không nhiều do đó các công trình liên quan tới 2 Giao thoa kế này cũng bị hạn chế. Trong vài năm gần đây việc khảo sát đặc trưng lưỡng ổn định của Giao thoa kế Michelson phi tuyến đã xuất hiện trong các luận án và luận văn của các nghiên cứu sinh và học viên cao học tại Đại học Vinh [3] và một số bài báo được công bố ở các tạp chí và hội thảo. Đặc biệt là bài báo của SaSakata H. (2001), “Photonic analog-to digital conversion by use of nonlinear Fabry-Perot resonators”. Appl.Phys. Trong các công trình đó các tác giả cũng khẳng định nếu chọn được những bộ tham số phù hợp thì quan hệ vào-ra của cường độ tín hiệu qua Giao thoa kế Michelson phi tuyến sẽ có đặc trưng lưỡng ổn định; Trong đó các tác giả quan tâm nhiều tới vai trò của hệ số phản xạ của các gương, hệ số truyền qua của bản chia, hệ số hấp thụ và ảnh hưởng của pha ban đầu;Tuy nhiên, trong các công trình đó các tác giả chỉ mới dừng lại nghiên cứu với môi trường có chiết suất phi tuyến chiếm nửa không gian giữa các gương vì vậy các tính toán tương đối phức tạp, các tác giả đã phải sử dụng nhiều những phép tính gần đúng và môi trường có hệ số hấp thụ phi tuyến hoàn toàn chưa được đề cập. Khắc phục những nhược điểm đó, trong luận văn của mình tôi đề xuất đưa vào môi trường phi tuyến chiếm toàn bộ không gian giữa các gương bên trong giao thoa kế; ngoài môi trường có tính chiết suất phi tuyến chúng tôi còn khảo sát môi trường có hệ số hấp thụ phi tuyến Vì vậy “Khảo sát đặc trưng của tín hiệu truyền qua giao thoa kế Michelson phi tuyến” được chọn làm đề tài nghiên cứu trong luận văn tốt nghiệp thạc sĩ của mình, nhằm đánh giá một cách có hệ thống vai trò của tham số cấu trúc ảnh hưởng tới hiệu ứng lưỡng ổn định quang học của tín hiệu khi truyền qua giao thoa kế này. Hy vọng có những phát hiện mới làm phong phú thêm những ứng dụng của giao thoa kế Michelson. 3 Luận văn có bố cục gồm : Phần mở đầu, hai chương nội dung, và phần kết luận chung. Chương I: Tổng quan về lưỡng ổn định quang học Chương II: Đặc trưng của tín hiệu truyền qua giao thoa kế Michelson phi tuyến đối xứng. Tính toán và tìm ra công thức quan hệ vào-ra của cường độ, từ đó sử dụng phần mềm Mathematica khảo sát mối quan hệ của các tham số. Chương I. TỔNG QUAN VỀ LƯỠNG ỔN ĐỊNH QUANG HỌC 1.1 Lưỡng ổn định quang học (Optical Bistability-OB) Lưỡng ổn định quang học là một hiện tượng xảy ra trong một số thiết bị quang (hệ quang) mà ở đó xuất hiện 2 trạng thái