【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及集成光学领域，尤其涉及一种基于表面等离激元的低功率捕获冷原子的平台。
技术介绍
1、集成量子-光子芯片具有高可扩展性和较强的光和物质的相互作用，已成为量子光学和量子信息处理研究的一个有前途的技术。近十几年来，利用原子和光子的量子特性，量子信息处理得到了很大的发展，原子内部态和光子态都可以为量子信息的编码、存储和传输提供载体。基于冷原子和光子的量子信息处理已经得到了大量的研究。近年来，光子集成芯片在量子信息科学中得到了广泛的应用，在望将光子量子信息处理器扩展到数十量子位。相比之下，以前对冷原子的研究都大多是用传统的光学装置来实现的，步骤很繁琐，对环境扰动很敏感，而且成本很高。因此，原子芯片在过去几十年中受到了很大的关注。
2、由于光子与原子的相互作用在光子集成电路上具有广阔的应用前景，近年来人们致力于将纳米光子器件与中性原子相结合，以实现高效的量子器件。利用近场光学偶极阱将原子限制在波导结构表面的方法已经发展出来，包括纳米纤维结构、二维阵列结构、光子晶体纳米腔和悬浮脊波导等。但是这些原子捕获方法局限于体积大、势阱太浅和捕获功率大，很难生成高效且稳定的原子捕获阱。
3、波导表面的原子捕获是在波导中输入红蓝失谐光，在波导内传输的红蓝失谐光在波导表面产生倏逝场。利用红色和蓝色失谐光不同的倏逝场衰减长度来获得一个距离波导表面亚波长高度的光学偶极阱。其中蓝失谐光提供排斥力，红失谐光提供吸引力，当控制好这两者的功率比后，在红蓝失谐光产生的光学偶极阱与波导表面的范德瓦尔斯势的共同作用下，会在波导表面产生一个
4、有鉴于此，确有必要提供一种基于表面等离激元的低功率捕获冷原子的平台，以解决上述问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种高效稳定的基于表面等离激元的低功率捕获冷原子的平台。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种基于表面等离激元的低功率捕获冷原子的平台，包括波导、金膜及基底，所述基于表面等离激元的低功率捕获冷原子的平台采用的组合模式包括单向传输的蓝失谐tm0和tm1模式，以及双向传输的红失谐tm0模式，通过采用预设的模式功率，所述组合模式的倏逝场在所述波导的上表面可以形成光学偶极阱囚禁冷原子。
3、作为本专利技术进一步的改进，所述基于表面等离激元的低功率捕获冷原子的平台采用表面等离激元的倏逝场形成光学偶极阱。
4、作为本专利技术进一步的改进，所述基于表面等离激元的低功率捕获冷原子的平台采用所述双向传输的红失谐tm0模式，干涉所述波导形成驻波场，通过改变双向红失谐波的相位差产生移动的光学偶极阱，带动囚禁于所述光学偶极阱中的冷原子运动。
5、作为本专利技术进一步的改进，所述波导位于所述金膜上方。
6、作为本专利技术进一步的改进，所述波导与所述基底的材质均为二氧化硅。
7、作为本专利技术进一步的改进，所述波导的宽度为700～900nm，所述波导的高度为90nm～130nm。作为本专利技术进一步的改进，所述金膜的厚度为40～60nm。
8、本专利技术的有益效果是：和现有的集成光学中制备冷原子捕获阱、捕获和传输冷原子的方法相比具有如下优点：
9、(1)本专利技术的基于表面等离激元的低功率捕获冷原子的平台通过将波导置于金膜上，在金膜和波导的界面产生表面等离激元，增强波导上表面的倏逝场，产生高效的原子捕获阱来捕获冷原子，降低捕获冷原子所需的波导模式光功率。
10、(2)本专利技术通过表面等离激元增强获得的光学偶极阱，双向传输的红失谐表面等离激元干涉产生驻波场，形成捕获阱阵列，通过改变红失谐波的相位差可以移动捕获阱阵列，从而带动其中的冷原子运动，实现冷原子沿着波导表面传输。
11、(3)本专利技术的基于表面等离激元的低功率捕获冷原子的平台，其波导尺寸在亚波长范围，具有可集成性且制作容易等特点。
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1.一种基于表面等离激元的低功率捕获冷原子的平台，其特征在于，包括波导、金膜及基底，所述基于表面等离激元的低功率捕获冷原子的平台采用的组合模式包括单向传输的蓝失谐TM0和TM1模式，以及双向传输的红失谐TM0模式，通过采用预设的模式功率，所述组合模式的倏逝场在所述波导的上表面可以形成光学偶极阱囚禁冷原子。
2.根据权利要求1所述的基于表面等离激元的低功率捕获冷原子的平台，其特征在于，所述基于表面等离激元的低功率捕获冷原子的平台采用表面等离激元的倏逝场形成光学偶极阱。
3.根据权利要求1所述的基于表面等离激元的低功率捕获冷原子的平台，其特征在于，所述基于表面等离激元的低功率捕获冷原子的平台采用所述双向传输的红失谐TM0模式，干涉所述波导形成驻波场，通过改变双向红失谐波的相位差产生移动的光学偶极阱，带动囚禁于所述光学偶极阱中的冷原子运动。
4.根据权利要求1所述的基于表面等离激元的低功率捕获冷原子的平台，其特征在于，所述波导位于所述金膜上方。
5.根据权利要求1所述的基于表面等离激元的低功率捕获冷原子的平台，其特征在于，所述波导与所述基
6.根据权利要求1所述的基于表面等离激元的低功率捕获冷原子的平台，其特征在于，所述波导的宽度为700～900nm，所述波导的高度为90nm～130nm。
7.根据权利要求1所述的基于表面等离激元的低功率捕获冷原子的平台，其特征在于，所述金膜的厚度为40～60nm。
...【技术特征摘要】
1.一种基于表面等离激元的低功率捕获冷原子的平台，其特征在于，包括波导、金膜及基底，所述基于表面等离激元的低功率捕获冷原子的平台采用的组合模式包括单向传输的蓝失谐tm0和tm1模式，以及双向传输的红失谐tm0模式，通过采用预设的模式功率，所述组合模式的倏逝场在所述波导的上表面可以形成光学偶极阱囚禁冷原子。
2.根据权利要求1所述的基于表面等离激元的低功率捕获冷原子的平台，其特征在于，所述基于表面等离激元的低功率捕获冷原子的平台采用表面等离激元的倏逝场形成光学偶极阱。
3.根据权利要求1所述的基于表面等离激元的低功率捕获冷原子的平台，其特征在于，所述基于表面等离激元的低功率捕获冷原子的平台采用所述双向传输的红失谐tm0模式，...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘爱萍，康展飞，邹长铃，李姿瑞，张春辉，王琴，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：
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