[發明專利]一種基于冷原子存儲的比例可調的單光子分束器有效

申請號：	202010597307.X	申請日：	2020-06-28
公開（公告）號：	CN111679459B	公開（公告）日：	2023-04-25
發明（設計）人：	李大創;董明新;王鍇;宋偉;丁冬生;史保森	申請（專利權）人：	合肥師范學院
主分類號：	G02F1/09	分類號：	G02F1/09;G02F1/01
代理公司：	常州興瑞專利代理事務所(普通合伙) 32308	代理人：	肖興坤
地址：	230601 安徽***	國省代碼：	安徽;34
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種基于原子存儲比例可調光子分束器
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【說明書】：

本發明涉及一種基于冷原子存儲的比例可調的單光子分束器，包括：二維磁光阱1，用于接收待分束的第一光信號2a；耦合光束3，所述耦合光束3與第一光信號2a成一定夾角入射至所述二維磁光阱1，可以通過控制所述耦合光束3的開關時間來調節所述二維磁光阱1的存儲時間，進而調節第一光信號2a的存儲部分光子數與泄露部分光子數的比例，也可以通過控制二維磁光阱1中囚禁的堿金屬原子團的光學厚度來對分束比例進行調節；本發明的單光子分束器結構簡單、易于構建、帶寬寬達100MHz，且分束比例可通過多種方式根據需要進行調節。

技術領域：

本發明涉及一種基于冷原子存儲的比例可調的單光子分束器，屬于光信息技術領域。

背景技術：

分束器是光學領域常用的裝置，其作用是將輸入的光信號進行分配，沿所需的方向輸出。現有的分束器主要有兩種，包括空間上的分束器，能夠將光分成兩路或多路，比如偏振分光棱鏡(PBS)、分光棱鏡(BS)、光纖分束器等；以及時間上的分束器，將光在時間上分開，通常采用基于電磁誘導透明(EIT)的方案實現。空間上的分束器，通常只能分離強光，而時間上的分束器，不僅能分離強光，還能實現單光子級別的分束。但是，采用基于電磁誘導透明(EIT)的方案的時間分束器，其頻域上的帶寬較窄，通常在10MHz以下。

發明內容：

本發明的目的在于克服上述現有技術的不足，不同于EIT方案，本發明采用拉曼(Raman)方案，提供了一種基于冷原子存儲的比例可調的單光子分束器，其結構簡單，帶寬可以達到100MHz，且分束比例可根據需要進行調節。

為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

提供一種基于冷原子存儲的比例可調的單光子分束器，包括：

二維磁光阱1，用于接收待分束的第一光信號2a；耦合光束3，入射至所述二維磁光阱1。

優選的，通過控制所述耦合光束3的開關時間來調節所述二維磁光阱1的存儲時間，進而調節所述第一光信號2a的存儲部分光子數與泄露部分光子數的比例。

優選的，通過聲光調制器4來控制所述耦合光束3的開關。

優選的，所述第一光信號2a為單光子光源。

優選的，所述第一光信號2a在進入所述二維磁光阱1之前以及離開所述二維磁光阱1之后，分別需要經過第一凸透鏡5a和第二凸透鏡5b進行光路收束。

優選的，所述二維磁光阱1中囚禁有堿金屬原子團。

優選的，還可以通過控制所述堿金屬原子團的光學厚度來對分束比例進行調節。

優選的，所述堿金屬原子團為銣原子團或銫原子團。