[發明專利]包括摻雜的多晶陶瓷光學器件的量子存儲器系統和量子中繼器系統及其制造方法

有效

• 申請號: 201780042701.3
• 申請日: 2017-05-12
• 公開（公告）號: CN109415201B
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發明（設計）人: J·A·布朗;T·D·凱查姆;D·A·諾蘭;W·塞鈉拉特納;J·楊;H·張
• 申請（專利權）人: 康寧股份有限公司
• 主分類號: C04B35/486
• 分類號: C04B35/486
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 姬利永;錢慰民

一種量子存儲器系統包括摻雜的多晶陶瓷光學器件、磁場生成單元和一個或多個泵浦激光器。當磁場生成單元生成磁場時，摻雜的多晶陶瓷光學器件定位于磁場生成單元的磁場內，該一個或多個泵浦激光器光學地耦合到摻雜的多晶陶瓷光學器件，并且摻雜的多晶陶瓷光學器件被摻雜有稀土元素摻雜劑，該稀土元素摻雜劑分布在摻雜的多晶陶瓷光學器件的晶格內，使得至少50％的稀土元素摻雜劑在遠離晶格的晶界的位置處被摻雜到晶格的晶粒中。

關聯申請的交叉引用

本申請要求2016年5月13日提交的美國臨時申請第62/336,170號的權益和優先權，該文獻的詳細內容通過引用整體并入本文。本申請還要求2017年3月1日提交的美國臨時申請第62/465,372號的權益和優先權，該文獻的詳細內容通過引用整體并入本文。

背景

本公開涉及量子存儲器系統和量子中繼器系統。更具體地，本公開引入了用于具有摻雜的多晶陶瓷光學器件的量子存儲器系統和量子中繼器系統的技術。

發明內容

根據本公開的主題，量子存儲器系統包括摻雜的多晶陶瓷光學器件、磁場生成單元和一個或多個泵浦激光器。當磁場生成單元生成磁場時，摻雜的多晶陶瓷光學器件定位于磁場生成單元的磁場內，該一個或多個泵浦激光器光學耦合到摻雜的多晶陶瓷光學器件，并且摻雜的多晶陶瓷光學器件被摻雜有稀土元素摻雜劑，該稀土元素摻雜劑均勻地分布在摻雜的多晶陶瓷光學器件的晶格內。

根據本公開的一個實施例，光學系統包括量子中繼器系統、一個或多個磁場生成單元，以及一個或多個泵浦激光器。量子中繼器系統包括兩個摻雜的多晶陶瓷光學器件和中繼器糾纏光學器件。當該一個或多個磁場生成單元生成磁場時，量子中繼器系統的每個摻雜的多晶陶瓷光學器件定位于該一個或多個磁場生成單元的磁場內。量子中繼器系統的每個摻雜的多晶陶瓷光學器件摻雜有稀土元素摻雜劑，該稀土元素摻雜劑均勻地分布在摻雜的多晶陶瓷光學器件的晶格內。該一個或多個泵浦激光器中的至少一個光學耦合到量子中繼器系統的每個摻雜的多晶陶瓷光學器件。此外，中繼器糾纏光學器件包括光學地耦合到每個摻雜的多晶陶瓷光學器件的兩個糾纏路徑和定位成使得每個糾纏路徑橫穿分束器的分束器。

根據本公開的另一個實施例，制造摻雜的多晶陶瓷光學器件的方法包括混合多個過渡金屬配合物和多個稀土金屬配合物以形成金屬鹽溶液，加熱金屬鹽溶液以形成經加熱的金屬鹽溶液，混合經加熱的金屬鹽溶液和有機前體以在經加熱的金屬鹽溶液和有機前體之間引起化學反應，以產生多個摻雜稀土的納米顆粒，以及燒結該多個摻雜稀土的納米顆粒以形成摻雜的多晶陶瓷光學器件，該摻雜的多晶陶瓷光學器件具有均勻分布在摻雜的多晶陶瓷光學器件的晶格內的稀土元素摻雜劑。

盡管本文中主要參考一些特定量子存儲器系統描述了本公開的概念，但是可以預期這些概念將享有對具有任何配置的量子存儲器系統和量子中繼器系統的適用性。

附圖說明

本公開的特定實施例的以下詳細描述能夠結合以下附圖閱讀時被最好地理解，在附圖中相同的結構使用相同的附圖標記來指示，而且在附圖中：

圖1是根據本文所示和所描述的一個或多個實施例的具有有著稀土元素摻雜劑的摻雜的多晶陶瓷光學器件的量子存儲器系統的示意圖；

圖2是根據本文所示和所描述的一個或多個實施例的圖1的稀土元素摻雜劑的成形光譜結構的疊加的基態和激發能態的示意圖；

圖3A是根據本文所示和所描述的一個或多個實施例的用于形成圖1的摻雜的多晶陶瓷光學器件的前體混合物的示意圖；

圖3B是根據本文所示和所描述的一個或多個實施例的用于形成圖1的摻雜的多晶陶瓷光學器件的多個摻雜稀土的納米顆粒的示意圖；

圖3C是根據本文所示和所描述的一個或多個實施例的用于形成圖1的摻雜的多晶陶瓷光學器件的金屬鹽混合物的示意圖；