[发明专利]采用机械元件和SQUID的量子相干微波至光学转换方案

权利要求书

1.一种频率转换装置，包括：

机械共振器，被配置为随轴线上的位移以机械共振频率振荡；

光谐振器，包括与第二反射镜相对的第一反射镜，其中在第一反射镜和第二反射镜之间形成有光学腔，第一反射镜固定到机械共振器，使得第一反射镜根据机械共振器的位移而移动以改变光学腔的光学长度，其中改变所述光学长度改变光谐振器的光谐振频率；和

微波谐振器，其被定位成根据机械共振器的位移而移动，使得机械共振器的移动改变微波谐振器的约瑟夫森电感，从而改变微波谐振器的微波谐振频率。

2.根据权利要求1所述的频率转换装置，还包括衬底，其中所述机械共振器被固定到所述衬底，使得所述机械共振器自由摆动。

3.根据权利要求2所述的频率转换装置，其中所述衬底包括所述机械共振器下方的孔，使得所述机械共振器的两侧暴露或可接近。

4.根据权利要求1所述的频率转换装置，其中所述微波谐振器包含SQUID；和

其中所述SQUID被定位成根据所述机械共振器的位移而移动，使得移动所述机械共振器改变所述SQUID的约瑟夫森电感。

5.根据权利要求4所述的频率转换装置，其中所述SQUID位于存在从一个或多个磁场产生装置同时接收的两个独立分量的磁场的所述机械共振器；

其中由所述机械共振器上的所述SQUID接收的总磁场产生穿透所述SQUID的总磁通量。

6.根据权利要求5所述的频率转换装置，其中，所述机械共振器的位移被配置为移位所述SQUID的位置、角度或取向，使得所述SQUID中的总磁通量具有根据所述SQUID的位移变化幅度；

其中总磁通量的变化幅度被配置成相应地改变SQUID中的约瑟夫森电感，从而改变微波谐振器的微波谐振频率。

7.根据权利要求4所述的频率转换装置，其中所述SQUID是个DC SQUID，包括在超导环路内两个或更多个约瑟夫森结；和

其中所述SQUID被配置在所述机械共振器上，使得所述机械共振器的位移被配置为改变由所述SQUID接收的总磁通量，以相应地改变所述SQUID中的约瑟夫森电感，由此改变所述微波谐振器的微波谐振频率。

8.根据权利要求4所述的频率转换装置，其中所述机械共振器的位移同时地：

通过改变光学腔的光学长度来改变光谐振器的光谐振频率；和

通过改变SQUID中的约瑟夫森电感来而改变微波谐振器的微波谐振频率。

9.根据权利要求1所述的频率转换装置，其中所述机械共振器的位移被配置为使微波频率的微波信号被转换为光频率的光信号；和

其中所述机械共振器的位移被配置成使得光频率的光信号被转换为微波频率的微波信号。

10.根据权利要求1所述的频率转换装置，还包括另一个微波谐振器，所述另一个微波谐振器被定位成根据所述机械共振器的位移而移动，使得移动所述另一个微波谐振器改变所述另一个微波谐振器的另一个约瑟夫森电感，由此改变另一个微波谐振器的微波谐振频率。

11.根据权利要求10所述的频率转换装置，其中所述微波谐振器电容性地连接到馈线以选择用于耦合到所述光谐振器的所述微波谐振器；

其中所述另一个微波谐振器电容性地连接到另一馈线以选择用于耦合到所述光谐振器的另一个微波谐振器；和

其中所述馈线和所述另一馈线承载输入和输出场。