[发明专利]一种提取真空边模的装置和方法

权利要求书

1.一种提取真空边模的装置，其特征在于：包括激光准备部分(1)，移相器1(2)，双色分束镜(3)，光学参量放大器(4)，法拉第隔离器(5)，电光相位调制器1(6)，半波片(7)，偏振分束棱镜(8)，波导相位调制器(9)，滤波腔(10)，反射镜(11)，电光相位调制器2(12)，移相器2(13)，99：1分束镜(14)，光电探测器1(15)，光电探测器2(16)，光电探测器3(17)；所述激光准备部分(1)用于生成1064nm的红外光和532nm的绿光；所述双色分束镜(3)用来耦合两束激光到光学参量放大器(4)，通过双色分束镜的光：1064nm的激光全部反射，532nm的激光全部透射；所述光学参量放大器(4)用来生成压缩态光场；所述法拉第隔离器(5)连接于电光相位调制器1(6)后用来保证激光单向传播；所述半波片(7)和偏振分束棱镜(8)用于将1064nm红外光分为两束，其中的一束红外光经波导相位调制器(9)用来生成辅助光的调制边带，另一束红外光通过双色分束镜(3)用来与532nm的绿光耦合；所述电光相位调制器1(6)、电光相位调制器2(12)分别用来生成偏振分束棱镜(8)产生两束光的调制边带锁定腔长及相对位相；所述移相器1(2)用于调节532nm的绿光和通过双色分束镜(3)的一束红外光的相对位相，所述移相器2(13)用于调节经过波导相位调制器(9)、电光相位调制器2(12)的红外光和光学参量放大器(4)生成的压缩态光的相对位相；所述反射镜(11)用于将生成的压缩态光场注入99：1分束镜上，然后在滤波腔(10)上进行合束；所述滤波腔(10)用于提取压缩光的真空边模；所述99：1分束镜(14)用于提取微弱信号进行滤波腔腔长和压缩光与辅助光位相锁定；所述光电探测器1(15)、光电探测器2(16)用于产生误差信号锁定腔长及位相；所述光电探测器3(17)用于测量所提取到的真空边模。

2.一种基于权利要求1所述装置提取真空边模的方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1，在激光准备部分(1)生成两束激光，即1064nm的红外光和532nm的绿光；532nm的绿光作为泵浦光，1064nm的红外光经半波片(7)和偏振分束棱镜(8)调节偏振和功率后分为两束光B1和B2，B1经电光相位调制器1(6)调制后作为种子光和532nm的泵浦光注入光学参量放大器(4)腔中生成多对参量下转换模式的压缩态光场；

步骤2，B2经调制频率为ω_f波导相位调制器(9)调制后生成具有ω_o±nω_f(n＝1，2，3…)的光场，即辅助光；

步骤3，将步骤1输出的压缩态光场与步骤2的辅助光在99：1分束镜(14)上耦合，弱光进入光电探测器2(16)产生误差信号进行锁定，强光注入滤波腔(10)内，设计滤波腔与二者的边带同时共振输出，提取真空边模，通过光电探测器3(17)进行探测，即得到真空边模的特征与所需的信息。

3.根据权利要求2所述的一种提取真空边模的方法，其特征在于：所述步骤1中光束B1在注入光学参量放大器(4)腔前，经过电光相位调制器1(6)调制，产生用于锁定光学参量放大器腔长和泵浦光与种子光相对位相的调制边带，从法拉第隔离器(5)的反射端取信号，注入光电探测器1(15)产生误差信号，用于锁定。

4.根据权利要求2所述的一种提取真空边模的方法，其特征在于：所述步骤2中光束B2通过波导相位调制器(9)进行调制产生的调制边带，在99：1分束镜(14)的弱光部分取信号注入电光相位调制器2(12)中，用于产生锁定滤波腔(10)的腔长和辅助光与压缩光相对位相的调制边带。

5.根据权利要求2所述的一种提取真空边模的方法，其特征在于：所述步骤3中通过设计滤波腔与二者的边带同时共振输出，提取真空边模的具体过程为：首先，调节波导相位调制器(9)的调制频率，使B2输出的辅助光的边带与压缩态光场的边带同频，且满足滤波腔的共振条件，实现共振输出；然后通过调节波导相位调制器(9)的调制频率将辅助光的边带移开一个滤波腔的自由光谱区后，再次注入滤波腔(10)内，通过滤波腔简并的共振模式，实现共振输出。