[发明专利]一种连续变量光和原子系综纠缠的产生装置

权利要求书

1.一种连续变量光和原子系综纠缠的产生装置，其特征在于：包括光源单元、若干光束耦合系统、原子系综和测量系统；所述光源单元设有泵浦光脉冲信号a_P输出端、写光脉冲信号a_W输出端、读光脉冲信号a_R输出端、两束本地振荡光信号a_L1、a_L2输出端和两束模拟光脉冲信号a_L3、a_L4输出端，其中，泵浦光脉冲信号a_P输出端与原子系综的第一输入端连接；竖直偏振的写光脉冲信号a_W输出端和水平偏振的模拟光脉冲信号a_L4输出端分别与第一光束耦合系统的两个输入端连接，第一光束耦合系统的输出端与原子系综的第二输入端连接；竖直偏振的读光脉冲信号a_R输出端和水平偏振的模拟光脉冲信号a_L3输出端分别与第二光束耦合系统的两个输入端连接，第二光束耦合系统的输出端与原子系综的第三输入端连接；原子系综的第一、第二输出端分别与第三、第四光束耦合系统的输入端连接，第三、第四光束耦合系统的输出端分别与测量系统的第一、第二输入端连接；两束本地振荡光信号a_L1、a_L2输出端与测量系统的第三、第四输入端连接。

2.根据权利要求1所述的一种连续变量光和原子系综纠缠的产生装置，其特征在于：所述光源单元由可调谐激光器、单模1x7光纤耦合器和七套声光调制器组成；可调谐激光器的输出端与单模1x7光纤耦合器的输入端连接，单模1x7光纤耦合器的输出端与七套声光调制器输入端连接；

所述可调谐激光器输出与原子吸收线对应的激光，所述该激光被分为七束；第一束光通过第一套声光调制器转换为泵浦光脉冲信号；第二束光通过第二套声光调制器转换为写光脉冲信号；第三束光通过第三套声光调制器转换为读光脉冲信号；第四束光通过第四套声光调制器转换为斯托克斯光的平衡零拍探测系统的本地振荡光信号；第五束光通过第五套声光调制器转换为反斯托克斯光的平衡零拍探测系统的本地振荡光信号；第六束光通过第六套声光调制器转换为斯托克斯光的模拟光脉冲信号；第七束光通过第七套声光调制器转换为反斯托克斯光的模拟光脉冲信号。

3.根据权利要求1所述的一种连续变量光和原子系综纠缠的产生装置，其特征在于：所述光束耦合系统由高消光比的格兰汤姆森棱镜构成，光束耦合系统将竖直偏振的写光脉冲信号和水平偏振的反斯托克斯光的模拟光脉冲信号耦合进原子系综；将竖直偏振的读光脉冲信号和水平偏振的斯托克斯光模拟光脉冲信号耦合进原子系综；而且将竖直偏振的读光脉冲信号和写光脉冲信号在进入测量系统之前过滤掉。

4.根据权利要求1所述的一种连续变量光和原子系综纠缠的产生装置，其特征在于：所述原子系综由立方原子气室、磁屏蔽系统和温控系统组成；磁屏蔽系统由磁屏蔽纸和金属的磁屏蔽筒构成；所述立方原子气室充有原子气体和缓冲惰性气体，在立方原子气室的通光面镀有激光相应波长的减反膜；磁屏蔽纸设在立方原子气室的外层，并且将用磁屏蔽纸包裹的立方原子气室放置于金属的磁屏蔽筒内；采用加热带、保温材料和控温仪器组成的温控系统设在磁屏蔽筒的外层并对铷原子加热和控温。

5.根据权利要求1所述的一种连续变量光和原子系综纠缠的产生装置，其特征在于：所述测量系统由两套平衡零拍探测系统、功率加减法器和可存储数字示波器组成；每套平衡零拍探测系统由光学分束器、两套平衡零拍探测器和功率减法器构成，第三、第四光束耦合系统输出的斯托克斯光a_S、反斯托克斯光a_AS分别输入两套平衡零拍探测系统对斯托克斯光a_S、反斯托克斯光a_AS的正交分量进行测量，并利用第三、第四光束耦合系统输出的斯托克斯光的模拟光a_L3、反斯托克斯光的模拟光a_L4对斯托克斯光的模拟光a_L3、反斯托克斯光的模拟光a_L4和本地振荡光a_L1、a_L2干涉的位相差进行锁定；最后通过功率加减法器和可存储数字示波器对斯托克斯光和反斯托克斯光的关联噪声进行测量、存储和分析。