绝热跟随斯塔克啁啾量子门记录的装置 技术领域:
本发明涉及按照可控制方式记录量子信息的系统,特别是一种绝热跟随斯塔克啁啾量子门记录的装置。背景技术:
已有技术中闫敏(Min Yan)等人在“量子相干观察吸收光子开关”(Observation of absorptive photon switching by quantuminterference)文中论述了关于四能级原子系统中观察到光子开关的非线性吸收现象,但没有提供一种绝热跟随斯塔克啁啾量子门记录的实用装置。发明内容:
本发明要解决现有技术中没有绝热跟随斯塔克啁啾量子门记录的实用装置的技术问题,提供一种具有绝热跟随斯塔克啁啾量子门记录功能的装置,利用斯塔克脉冲建立缀饰态(dressed states),再用探针光束激发电子形成Λ形态组合,啁啾脉冲携带记录信息的载波与斯塔克脉冲偏振相互垂直而与探针光束偏振相互平行,用适当的边界条件控制工作介质,实现量子门记录在相干态中。
本发明的技术解决方案如下:
一种绝热跟随斯塔克啁啾量子门记录的装置,其特征在于:该装置依光传播方向为序依次包括激光泵浦源、二激光光源、二偏振元件、平面反射元件、脉冲调制器、会聚透镜、量子门编码器、工作件介质;第一激光光源发射出激光入射到经第一偏振元件的垂直偏振光透射至平面反射元件反射光形成的斯塔克脉冲光I1,经脉冲调制器调制由会聚透镜会聚到量子门编码器之后入射到工作介质上,建立缀饰态;经第一偏振元件反射的平行偏振光作为探针光脉冲I2,经脉冲调制器调制由会聚透镜会聚到量子门编码器之后入射到工作介质上,激发电子形成Λ形态的组合;第二激光光源发射出激光后经第二偏振元件反射的平行偏振光形成啁啾脉冲光I3,经脉冲调制器调制由会聚透镜会聚到量子门编码器之后由入射到工作介质上,由控制记录编码装置控制携带记录信息,啁啾光脉冲I3与探针光脉冲I2是相互平行偏振,而与斯塔克光脉冲I1是相互垂直偏振,啁啾光脉冲I3向后延迟50%与斯塔克光脉冲I1重叠30%,由探针光脉冲I2激发地电子形成Λ形态的非线性耦合效应形成相干叠加态,啁啾光脉冲I3携带的被记录的信息记录在非线性耦合效应形成相干叠加态中。
该激光泵浦源是激光二极管或激光器。
该第一偏振元件是一镀偏振膜平面镜或是尼克耳棱镜或是洛匈棱镜或是沃拉斯顿棱镜。
该第二偏振元件是镀偏振膜的全反射平面镜。
二激光光源是光纤固体激光器或半导体激光器或固态激光器。
该脉冲调制器是由反射镜、透镜、折射镜组合而成。
所说的量子门编码器是由与门、或门、非门组合而成。
该工作介质是具有三、四能级系统的原子或是离子或是分子或是半导体材料。
该控制记录编码装置是计算机或是自动控制系统。
本发明的绝热跟随斯塔克啁啾量子门记录的装置的优点:
1、该装置应具有保密性能好,只有相关的解码器才能提取所记录的信息,而且记录信息量大的特点;
2、绝热跟随斯塔克啁啾量子门记录的装置工作介质可使用的材料较多;
3、本发明可用于集成光学系统中。附图说明:
图1是本发明绝热跟随斯塔克啁啾量子门记录的装置最佳实施例结构示意图。
图中:
1—激光泵浦源 2—激光光源; 3—偏振元件;
4—平面反射元件; 5—脉冲调制器; 6—会聚透镜;
7—量子门编码器; 8—控制盘转速装置; 9—工作介质;
10—转轴; 11—基底板; 12—控制记录编码装置;
13—偏振元件; 14—激光光源。具体实施方式
先请参阅图1,图1是本发明绝热跟随斯塔克啁啾量子门记录的装置最佳实施例的结构示意图。由图可见,本发明绝热跟随斯塔克啁啾量子门记录的装置,包括,最核心的元件为量子门编码器7,控制盘转速装置8连接量子门编码器7转轴10,工作介质9涂敷在基底板11上,控制记录编码装置12根据记录信息的指令控制量子门编码器7,置于量子门编码器7上方的是会聚透镜6,会聚透镜6上方是脉冲调制器5,置于脉冲调制器5上方的是偏振元件3和13及全反射的平面反射元件4,激光光源2和14及激光泵浦源1置于偏振元件3和13之前。该装置依光传播方向为序依次包括激光泵浦源1、二激光光源2、14、二偏振元件3、13、平面反射元件4、脉冲调制器5、会聚透镜6、量子门编码器7、工作件介质9。
所说的偏振元件3是一镀偏振膜平面镜或是尼克耳棱镜或是洛匈棱镜或是沃拉斯顿棱镜。
所说的偏振元件4是镀偏振膜的全反射平面镜。
所说的激光光源2和14是光纤固体激光器或半导体激光器或其它固态激光器。
所说的激光泵浦源1是激光二极管或其它激光器。
所说的脉冲调制器5是由一系列反射镜、透镜、折射镜组合而成的,或是光纤组合而成的(根据脉冲重叠和超前的需要排列光学元件或决定光纤的长短)。
所说的量子门编码器7是由与门、或门、非门组成(用二进制)。
所说的工作介质9是具有三、四能级系统的原子、离子、分子、或是半导体材料(最外层电子是一个电子,或是最外层电子差一个电子就得到满壳层)。
所说的控制记录编码装置12是计算机,或是自动控制系统(用二进制)。
本发明绝热跟随斯塔克啁啾量子门记录的装置的工作过程是:
当激光器2发射出激光后入射到大部分透射,少部分反射的偏仪3上,经偏振仪3的垂直偏振光透射至全反射镜4反射光形成的斯塔克脉冲光I1,经脉冲调制器5调制由会聚透镜6会聚到量子门编码器7之后入射到工作介质9上,建立缀饰态(光场与原子、离子、分子相互作用后系统的本征态);经偏振仪3的小部分反射的平行偏振光作为探针光脉冲I2,经脉冲调制器5调制由会聚透镜6会聚到量子门编码器7之后入射到工作介质9上,激发电子形成Λ形态的组合;激光器14发射出激光后经偏振仪13反射的平行偏振光形成啁啾脉冲光I3,经脉冲调制器5调制由会聚透镜6会聚到量子门编码器7之后入射到工作介质9上,由控制记录编码装置12控制携带记录信息(脉冲载频),啁啾光脉冲I3与探针光脉冲I2是相互平行偏振,而与斯塔克光脉冲I1是相互垂直偏振,啁啾光脉冲I3向后延迟50%与斯塔克光脉冲I1重叠30%,由探针光脉冲I2激发的电子形成Λ形态的非线性耦合效应形成相干叠加态,啁啾光脉冲I3携带的被记录的信息记录在非线性耦合效应形成相干叠加态中。
在使用中,激光光源2用固体激光器作光源,同时输出的波长在795nm,输出功率20.081mW。经偏振仪3透射至全反射镜4的斯塔克脉冲光I1的功率是20mW,经偏振仪3反射的探针光脉冲是1μW,损失0.08mW。,激光光源14用固体激光器作光源,同时输出的波长在780nm,光斑直径3mm,脉冲宽度为200μs,脉冲调制器5控制在I2和I3两光脉冲有50%的重叠,斯塔克光脉冲I1超前40%脉宽。工作介质为铷(Rb)原子,记录0110001(二进制编码)。