[發明專利]基于里德堡原子強相互作用的全光單光子開關方法及裝置

有效

• 申請號: 201610010622.1
• 申請日: 2016-01-08
• 公開（公告）號: CN105652478B
• 公開（公告）日: 2018-04-24
• 發明（設計）人: 趙建明;焦月春;賈鎖堂;張好;張臨杰
• 申請（專利權）人: 山西大學
• 主分類號: G02F1/125
• 分類號: G02F1/125
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙)14100
• 代理人: 朱源

1.一種基于里德堡原子強相互作用的全光單光子開關方法，其特征在于，包括如下步驟：（a）在單模光纖（4）介質中摻入一些堿金屬原子；（b）將單光子激發光光源（1）發出的激光經光開關（2）后，再經第一光纖耦合器（3）耦合到單模光纖（4）中，所述單光子激發光光源（1）能夠實現堿金屬原子里德堡態的共振激發，從而制備幾個里德堡原子；（c）將激光光源（6）發出的激光經第二光纖耦合器（5）從單模光纖（4）的另一端耦合到單模光纖（4）中；所述激光光源（6）發出的激光頻率滿足堿金屬里德堡原子階梯型三能級系統電磁感應透明的條件；（d）當光開關（2）關閉時，激光光源（6）發出的激光滿足堿金屬里德堡原子階梯型三能級系統電磁感應透明的條件，激光可以通過單模光纖（4）并經第一光纖耦合器（3）出射，形成通路；而當光開關（2）打開時，單光子激發光光源（1）在光纖介質中制備了里德堡原子，里德堡原子的強相互作用使相鄰原子的能級發生頻移，破壞了堿金屬里德堡原子階梯型三能級系統電磁感應透明的條件，激光光源（6）發出的激光被堿金屬原子強烈吸收，形成斷路。

2.如權利要求1所述的基于里德堡原子強相互作用的全光單光子開關方法，其特征在于，所述堿金屬原子為銫原子；單光子激發光光源（1）發出的激光包含制備銫里德堡原子的波長為300nm的一種激光；激光光源（6）發出的激光包含波長為852nm和510nm兩種激光。

3.如權利要求1所述的基于里德堡原子強相互作用的全光單光子開關方法，其特征在于，所述堿金屬原子為銣原子；單光子激發光光源（1）發出的激光包含制備銣里德堡原子的波長為 298nm的一種激光；激光光源（6）發出的激光包含波長為 780nm和 480nm兩種激光。

4.一種基于里德堡原子強相互作用的全光單光子開關裝置，用于實現如權利要求1所述的方法，其特征在于，包括單光子激發光光源（1）、順次連接在單光子激發光光源（1）出射光路上的光開關（2）以及第一光纖耦合器（3）；第一光纖耦合器（3）的一個出射端連接有單模光纖（4），所述單模光纖（4）介質中摻入一些堿金屬原子；還包括激光光源（6）；所述激光光源（6）的出射端通過第二光纖耦合器（5）與單模光纖（4）相連接；所述單模光纖（4）的一端與第一光纖耦合器（3）相連接，單模光纖（4）的另一端與第二光纖耦合器（5）的出射端相連接；所述單光子激發光光源（1）出射的激光能夠實現單模光纖（4）中堿金屬原子里德堡態的制備；所述激光光源（6）出射的激光頻率滿足堿金屬里德堡原子階梯型三能級系統的電磁感應透明條件。

5.如權利要求4所述的基于里德堡原子強相互作用的全光單光子開關裝置，其特征在于，所述堿金屬原子為銫原子；單光子激發光光源（1）發出的激光包含制備銫里德堡原子的波長為300nm的一種激光；激光光源（6）發出的激光包含波長為852nm和510nm的兩種激光。

6.如權利要求4所述的基于里德堡原子強相互作用的全光單光子開關裝置，其特征在于，所述堿金屬原子為銣原子；單光子激發光光源（1）包含制備銣里德堡原子的波長為298nm的一種激光；激光光源（6）發出的激光包含波長為780nm和480nm兩種激光。