全光、宽频、低噪声相位门的实现方法技术

本发明专利技术涉及一种全光、宽频、低噪声相位门的实现方法。利用一种相干制备的四能级原子系统与一束强泵浦光和一束弱探测光相互作用，可使得该四能级原子系统变成电磁诱导透明(EIT)系统和主动拉曼增益(ARG)系统的组合系统。利用两波混频效应，EIT系统产生的吸收与ARG系统产生的增益互相抵消，可使得探测光在很宽的频域内实现增益/吸收接近于零，同时四能级原子系统中的噪声被显著抑制。在此基础上，增加一束相位控制光使探测光的相位改变π，从而实现一种全光、宽频、低噪声的相位门。

【技术实现步骤摘要】
全光、宽频、低噪声相位门的实现方法
本专利技术涉及一种相位门的实现方法，尤其涉及基于两波混频效应在相干制备的四能级原子系统中实现一种全光的，宽频的，低噪声的相位门。
技术介绍
可控门操作对量子信息技术的发展具有举足轻重的作用，其中对探测光相位的直接控制是量子信息科学中非常重要的一部分内容。在非线性光学领域，非线性相位变化主要是由自相位调制(SPM)和交叉相位调制(CPM)诱导产生的，因此人们在多种系统中尝试利用SPM和CPM来实现较大的相位变化，从而实现相位门操作，但由于各种因素的限制，可观测到的相位变化都很小。比如，固态光纤系统，光纤这种被动光学介质需要很长的传播距离才能累加得到较大的相位变化。再如，EIT气相介质，虽然EIT可以显著抑制介质对探测光的吸收，但矛盾的是在其透明窗口内非线性效应非常弱，可观测的非线性相位变化很小，只有几十度。所以如果能实现π相位变化，那对相位门操控具有极其重要的意义。主动拉曼增益(ARG)系统是人们在关于快光的研究中提出的，该系统可以很好地弥补EIT系统的缺陷。探测光在ARG系统中不仅不会被吸收，还会获得本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全光、宽频、低噪声相位门的实现方法，其特征在于，包括如下步骤，/n步骤1，设计相干制备的四能级原子系统/n该相干制备的四能级原子系统是在铷87冷原子系统的基础上进行了初态制备，即用两束激光使得全部布局于基态的铷原子重新分布于低能态|1>和低能态|3>，且原子布局数各占50％；/n步骤2，在步骤1中所述相干制备的四能级原子系统在完成初态制备后，加入一束强泵浦光和一束弱探测光；基于相干制备的四能级原子系统的特殊原子布局形式，当特定的泵浦光和探测光注入后，原相干制备的四能级原子系统变成EIT系统和ARG系统的组合系统，由于两波混频效应，所述组合系统中EIT系统产生的吸收可以和AR...

【技术特征摘要】
1.一种全光、宽频、低噪声相位门的实现方法，其特征在于，包括如下步骤，
步骤1，设计相干制备的四能级原子系统
该相干制备的四能级原子系统是在铷87冷原子系统的基础上进行了初态制备，即用两束激光使得全部布局于基态的铷原子重新分布于低能态|1>和低能态|3>，且原子布局数各占50％；
步骤2，在步骤1中所述相干制备的四能级原子系统在完成初态制备后，加入一束强泵浦光和一束弱探测光；基于相干制备的四能级原子系统的特殊原子布局形式，当特定的泵浦光和探测光注入后，原相干制备的四能级原子系统变成EIT系统和ARG系统的组合系统，由于两波混频效应，所述组合系统中EIT系统产生的吸收可以和ARG系统产生的增益互相抵消，使得所述探测光工作范围变宽，所述组合系统中的噪声也被显著抑制；
步骤3，加入相位控制光来改变探测光的相位，从而实现相位门
在所述组合系统中再加入一束相位控制光，由于交叉相位调制，相位控制光会改变探测光的相位，当探测光相位变化值...

【专利技术属性】
技术研发人员：关佳，朱成杰，羊亚平，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海;31