[发明专利]一种产生两组份连续变量高阶轨道角动量纠缠态的装置

权利要求书

1.一种产生两组份连续变量高阶轨道角动量纠缠态的装置，其特征在于，所述装置包括：

激光器(1)、第一反射镜(21)、第二反射镜(22)、第三反射镜(23)、第四反射镜(24)、第五反射镜(25)、第六反射镜(26)、第七反射镜(27)、第八反射镜(28)、光学分束镜(3)、电光调制器(5)、标准具组(7)、螺旋相位板(8)、第一偏振分光棱镜(101)、第二偏振分光棱镜(102)、格兰激光棱镜(11)、铯原子池(12)、格兰汤姆森棱镜(13)，光束收集器(14)、D形反射镜(15)、第一平衡放大光电探测器(161)、第二平衡放大光电探测器(162)、加/减法器(17)以及频谱分析仪(18)；

所述激光器(1)放置在一个独立、隔热的小型光学平台上；

所述第一反射镜(21)将所述激光器(1)的输出光从小型光学平台传输到实验平台上，实现实验平台与所述激光器(1)独立放置、互不干扰；所述第一反射镜(21)设置在所述激光器(1)的上方，调节实验光源的传播方向；

所述实验光源经过所述光学分束镜(3)分为水平方向的透射光束和竖直方向的反射光束，水平方向透射光束光功率较强作为泵浦光，竖直方向反射光束光功率较弱用来产生探针光；

所述电光调制器(5)设置在所述光学分束镜(3)下方，调制所述反射光束产生两个9.2GHz的边带，其中-9.2GHz边带对应探针光频率；

所述标准具组(7)设置在所述电光调制器(5)下方，过滤出对应探针光频率的边带作为探针光束；

所述螺旋相位板(8)置于所述标准具组(7)下方，将探针光束调制为高阶轨道角动量光束；

所述第一偏振分光棱镜(101)设置在所述螺旋相位板(8)下方，将探针光分为两束，分别为本振探针光束和信号探针光束；

所述第二反射镜(22)设置在所述第一偏振分光棱镜(101)后方，调整所述信号探针光束方向由水平方向变为竖直方向；

所述第三反射镜(23)设置在所述第二反射镜(22)下方，将所述信号探针光束耦合到所述格兰激光棱镜(11)上；

所述第四反射镜(24)设置在所述第一偏振分光棱镜(101)下方，将所述本振探针光束耦合到所述格兰激光棱镜(11)上；

所述第五反射镜(25)设置在所述光学分束镜(3)后方，将所述泵浦光方向由水平方向变为竖直方向；

所述第二偏振分光棱镜(102)设置在所述第五反射镜(25)下方，将所述泵浦光分为两束，分别为本振泵浦光束和信号泵浦光束；

所述第六反射镜(26)设置在所述第二偏振分光棱镜(102)下方，调整所述信号泵浦光方向由竖直方向变为水平方向；

所述第七反射镜(27)设置在所述第六反射镜(26)后方，将所述信号泵浦光耦合到所述格兰激光棱镜(11)上；

所述第八反射镜(28)设置在所述第二偏振分光棱镜(102)后方，将所述本振泵浦光耦合到所述格兰激光棱镜(11)上；

所述格兰激光棱镜(11)设置在所述第三反射镜(23)和所述第四反射镜(24)的后方，将所述信号探针光束、所述信号泵浦光束、所述本振探针光束和所述本振泵浦光束分别耦合相交于所述铯原子池(12)内；

所述信号探针光和所述信号泵浦光在所述铯原子池(12)内发生非简并四波混频效应，信号探针光光功率被放大，得到放大信号探针光，同时在信号泵浦光的对称一侧产生一束与信号探针光频率差18.4GHz的信号共轭光；

所述本振探针光和所述本振泵浦光在所述铯原子池(12)内发生非简并四波混频效应，本振探针光的光功率被放大，得到放大本振探针光，同时在本振泵浦光的对称一侧产生一束与本振探针光频率差18.4GHz的本振共轭光；

所述格兰汤姆森棱镜(13)放置在所述铯原子池(12)后方，所述放大信号探针光、信号共轭光、放大本振探针光、本振共轭光透射，所述信号泵浦光和本振泵浦光反射；

所述光束收集器(14)放置在所述格兰汤姆森棱镜(13)下方收集所述信号泵浦光和本振泵浦光；

所述格兰汤姆森棱镜(13)后方放置所述第一平衡放大光电探测器(161)、第二平衡放大光电探测器(162)，所述第一平衡放大光电探测器(161)用来探测所述信号共轭光和所述本振共轭光，所述第二平衡放大光电探测器(162)用来探测所述放大信号探针光和所述放大本振探针光；第一平衡放大光电探测器(161)和第二平衡放大光电探测器(162)的参数完全相同；

所述D形反射镜(15)放置所述第二平衡放大光电探测器(162)下方，改变所述放大信号探针光和所述放大本振探针光的方向；

所述加/减法器(17)放置在所述第一平衡放大光电探测器(161)和第二平衡放大光电探测器(162)上方，对所述第一平衡放大光电探测器(161)、第二平衡放大光电探测器(162)的输出信号相加减；

所述频谱分析仪(18)设置在所述加/减法器(17)上方，用来探测所述加/减法器(17)的输出信号。