[发明专利]单光子隔离器

说明书

本发明提供了一种单光子隔离器，由于第一偏振光、第三偏振光和原子团的原子能级满足电磁诱导透明条件，原子团不吸收第一偏振光，因而能够使得第一方向入射的第一单光子成功通过该单光子隔离器；而由于第二偏振光、第三偏振光和原子团的原子能级未满足电磁诱导透明条件，原子团对第二偏振光进行吸收，因而第二方向入射的第二单光子无法通过该单光子隔离器，最终实现第一单光子的入射及反向第二单光子隔离的目的。

技术领域

本发明涉及量子信息处理技术领域，更为具体地说，涉及一种单光子隔离器。

背景技术

单光子光隔离在激光防护、集成光学以及特别是量子信息处理中有重要应用。现今大部分理论以及实验方案中利用的激光均为相干光，而实现量子通信与搭建量子网络要用到的更多为单光子，并非是相干光。但是现有技术还没有关于单光子隔离器的相关装置，因而关于单光子隔离相关结构具有很大研发和应用前景。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种单光子隔离器，有效解决有现有技术存在的技术问题，实现单向单光子的入射及反向单光子隔离的目的。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：

一种单光子隔离器，包括：

第一入光端口、第二入光端口和耦合光端口，所述第一入光端口和所述

第二入光端口接入相同信号光，所述耦合光端口产生耦合光；

设置于所述第一入光端口的出光光路上的第一光转换装置，所述第一光转换装置用于将接入的信号光转换为沿第一方向出射的第一偏振光，所述第一偏振光包括第一单光子；

设置于所述第二入光端口的出光光路上的第二光转换装置，所述第二光转换装置用于将接入的信号光转换为沿第二方向出射的第二偏振光，所述第二偏振光包括第二单光子，其中，所述第一方向和所述第二方向相反；

设置于所述耦合光端口的出光光路上的第三光转换装置，所述第三光转换装置用于将接入的耦合光转换为沿第三方向出射的第三偏振光；

以及，设置于所述第一光转换装置、第二光转换装置和第三光转换装置的出光光路上的原子团，其中，所述第一偏振光、第三偏振光和原子团的原子能级满足电磁诱导透明条件，且所述第二偏振光、第三偏振光和原子团的原子能级未满足电磁诱导透明条件。

可选的，所述第一偏振光及所述第三偏振光为左旋圆偏振光；

以及，所述第二偏振光为右旋圆偏振光。

可选的，所述第一偏振光及所述第三偏振光位于所述原子团的同侧，且所述第一方向和所述第三方向呈预设角度夹角。

可选的，所述第一光转换装置包括沿所述第一入光端口的出光方向依次设置的：

第一偏振分束器、第一1/4玻片、第一1/2玻片及第一透镜。

可选的，所述第二光转换装置包括沿所述第二入光端口的出光方向依次设置的：

第二偏振分束器、第二1/4玻片、第二1/2玻片及第二透镜。

可选的，所述第三光转换装置包括沿所述耦合光端口的出光方向依次设置的：

第三1/2玻片、第三偏振分束器及第三1/4玻片。

可选的，所述单光子隔离器还包括：

第一单光子探测器，所述第一单光子探测器用于检测所述原子团沿所述第一方向出射的单光子；

以及，第二单光子探测器，所述第二单光子探测器用于检测所述原子团沿所述第二方向出射的单光子。

可选的，所述第一单光子探测器与所述原子团之间还设置有第一法布里-珀罗标准具；