[发明专利]全光、宽频、低噪声相位门的实现方法

权利要求书

1.一种全光、宽频、低噪声相位门的实现方法，其特征在于，包括如下步骤，

步骤1，设计相干制备的四能级原子系统；

该相干制备的四能级原子系统是在铷87冷原子系统的基础上进行了初态制备，即用两束激光使得全部布局于基态的铷原子重新分布于低能态|1和低能态|3，且原子布局数各占50％；

步骤2，在步骤1中所述相干制备的四能级原子系统在完成初态制备后，加入一束强泵浦光和一束弱探测光；基于相干制备的四能级原子系统的特殊原子布局形式，当特定的泵浦光和探测光注入后，原相干制备的四能级原子系统变成EIT系统和ARG系统的组合系统，由于两波混频效应，所述组合系统中EIT系统产生的吸收可以和ARG系统产生的增益互相抵消，使得所述探测光工作范围变宽，所述组合系统中的噪声也被显著抑制；

步骤3，加入相位控制光来改变探测光的相位，从而实现相位门；

在所述组合系统中再加入一束相位控制光，由于交叉相位调制，相位控制光会改变探测光的相位，当探测光相位变化值为π时可实现相位门操控。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2中，所述强泵浦光耦合|1能级和|2能级之间的跃迁，且泵浦光频率要远离激发态的共振频率，即强泵浦光的失谐为δ/2π＝-0.32GHz，从而抑制激发态的自发辐射。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2中，所述弱探测光耦合|2能级和|3能级之间的跃迁，双光子失谐为δ_2ph，当δ_2ph在0-40MHz频率范围内变化时，组合系统中EIT系统产生的吸收和ARG系统产生的增益可以相互抵消，弱探测光的吸收/增益在此范围内几乎为零，噪声也被显著抑制。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3中，所述相位控制光Ω_ph耦合|3→|4跃迁，当相位控制光强度Ω_ph＝0.71GHz，失谐δ₄/2π＝-20MHz时，可使得探测光相位变化π，从而实现相位门操控。