[发明专利]一种基于铷的蒸气谐振腔的磁光双稳开关及方法

说明书

本发明涉及一种基于铷的蒸气谐振腔的磁光双稳开关及方法；基于铷的蒸气谐振腔的磁光双稳开关，包括780nm激光器、分束镜、平面反射镜A、平面反射镜B、半波片、平面反射镜C、带温控的铷原子蒸气谐振腔和光电探测器；基于铷的蒸气谐振腔的磁光双稳开关的操作方法，包括步骤：1)组建反向光路；2)调整带温控的铷原子蒸气谐振腔的方向，获得更高的透射率；3)调节XMTG‑5011温控仪，使其温度在100℃左右；4)调节反向光路的反向入射方向，使得两束光充分相干，增强正反馈。本发明的有益效果是：从新的角度出发，结构简单、易于制造、开关性能好、寿命长、可应用到全光网络双稳态场景。

技术领域

本发明涉及磁光双稳态开关技术和量子信息技术领域，尤其是涉及一种基于铷的蒸气谐振腔的磁光双稳开关及方法。

背景技术

磁光双稳态开关是全光通信网络发展过程中不可缺少的器件，而目前的磁光开关主要是利用法拉第旋光效应，但这种磁光开关并不能适应当前全光网络领域对一些双稳态场景的应用。传统磁光开关原理是利用法拉第旋光效应，通过外加磁场的改变来改变磁光晶体对入射偏振光偏振面的作用，从而达到切换光路的效果。过去，由于采用的克尔介质非线性特性不够强，在弱入射光的情况下，不能产生足够观察到的信号，所以过去往往不利用这样的谐波性质。随着技术进步，经前人实验，铷(Rb⁸⁷)的效果比其他介质都要好，即它是一种强克尔非线性介质，在不充缓冲气体的铷(Rb⁸⁷)玻璃蒸气室里，利用谐振腔聚焦放大光，就能有较强的远场光强。相对于传统的机械式光开关，磁光双稳态开关具有开关速度快，稳定性高等优势；相对于其他的非机械式光开关，磁光双稳态开关又具有驱动电压低、串扰小等优势。而相对于传统磁光开关，传统的磁光开关只有两个状态，单次传输信息量为2bits。

因此，发明一种基于铷的蒸气谐振腔的磁光双稳开关及方法，就显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种应用于全光网络的基于交叉克尔非线性效应、利用磁场控制远场高频激光的双稳态磁光开关及方法。

这种基于铷的蒸气谐振腔的磁光双稳开关，包括：780nm激光器、分束镜、平面反射镜A、平面反射镜B、半波片、平面反射镜C、带温控的铷原子蒸气谐振腔和光电探测器；780nm激光器、分束镜、平面反射镜A、平面反射镜B、半波片和平面反射镜C依次构成其中一路反向光路；放置于分束镜的正向光路上的带温控的铷原子蒸气谐振腔组成另一反向光路；光电探测器接收带温控的铷原子蒸气谐振腔的出射谐振光。

作为优选，所述780nm激光器的工作波长对应于Rb⁸⁷的4p⁶5S ²S_1/2-4p⁶5p ²p_3/2谱线上，即对应于铷原子的4p⁶5S ²S_1/2-4p⁶5p ²p_3/2两能级之间的跃迁，780nm激光器是所需的指定波长的测试光源。

作为优选，所述分束镜置于带温控的铷原子蒸气谐振腔与780nm激光器之间，用于产生两束强度相当的光。

作为优选，所述半波片置于其中一路反向光路上，且置于该反向光路的平面反射镜B与平面反射镜C之间，和平面反射镜A、平面反射镜B及平面反射镜C一起，形成反向相干光。

作为优选，所述带温控的铷原子蒸气谐振腔，以不添加缓冲气体的Rb⁸⁷原子玻璃气室为主要部分；带温控的铷原子蒸气谐振腔两端镀以部分保偏的有少量透过率的高反膜。