[发明专利]一种基于相干反馈的光学逻辑门装置及其工作方法

权利要求书

1.一种基于相干反馈的光学逻辑门装置，其特征在于，包括：

激光器(1)，其为泵浦源，所述激光器发射的光束作为泵浦光；

极化分束器(21，22，23)，其透射水平偏振方向的光束，反射竖直偏振方向的光束；

介质单元(3)，其用于与光束发生四波混频；

逻辑控制门(71、72)，其用于控制光束通过或关断；

光纤耦合架(10)，其与多模光纤(11)配合，将光束通过所述多模光纤(11)传输，并对所述反馈光进行整形；

其中，所述激光器(1)发射的泵浦光射入第一极化分束器(21)中，所述第一极化分束器(21)反射竖直偏振方向的所述泵浦光；沿所述泵浦光的反射方向依次设置所述介质单元(3)、第二极化分束器(22)，所述泵浦光在所述介质单元(3)中发生四波混频后生成输出光束，由所述第二极化分束器(22)射出形成环形光斑与竖直方向的两个亮点；第三极化分束器(23)从一个所述亮点的光束中生成两束反馈光；沿所述第一束反馈光的光路设置所述第一逻辑控制门(71)，沿所述第二束反馈光的光路设置所述第二逻辑控制门(72)，所述两束反馈光分别经所述第一逻辑控制门(71)与第二逻辑控制门(72)射入所述光纤耦合架(10)和多模光纤(11)；所述两束反馈光经所述光线耦合架(10)、多模光纤(11)相干反馈回所述第一极化分束器(21)中，并在所述介质单元(3)中与所述泵浦光相交。

2.如权利要求1所述的基于相干反馈的光学逻辑门装置，其特征在于，所述激光器(1)的数量为一个。

3.如权利要求1所述的基于相干反馈的光学逻辑门装置，其特征在于，所述介质单元(3)的作用介质包括⁸⁵Rb原子、⁸⁷Rb原子；所述介质单元(3)的工作温度为125-135摄氏度。

4.如权利要求1所述的基于相干反馈的光学逻辑门装置，其特征在于，所述输出光束中包含斯托克斯光子与反斯托克斯光子；所述斯托克斯光子与反斯托克斯光子的相位固定。

5.如权利要求1所述的基于相干反馈的光学逻辑门装置，其特征在于，所述泵浦光与所述反馈光在所述介质单元(3)中的夹角为5mRad-8mRad。

6.如权利要求1所述的基于相干反馈的光学逻辑门装置，其特征在于，当相干反馈的所述反馈光与所述泵浦光在所述介质单元(3)中相交发生四波混频，使所述输出光束中沿所述反馈光入射方向的光子得到放大，与所述反馈光入射方向不同的光子被压缩。

7.如权利要求1所述的基于相干反馈的光学逻辑门装置，其特征在于，进一步包括：光斑阻塞器(4)；所述光斑阻塞器(4)设置在所述第二极化分束器(22)的一侧，用于阻断从所述第二极化分束器(22)反射出的光束的传播。

8.如权利要求1所述的基于相干反馈的光学逻辑门装置，其特征在于，进一步包括至少一个反射镜(6)；所述反射镜(6)设置于所述反馈光或泵浦光的光路中，用于改变所述反馈光或泵浦光的传播方向。

9.如权利要求1所述的基于相干反馈的光学逻辑门装置，其特征在于，进一步包括至少一个探测器(12)；所述探测器设置在所述亮点处，用于检测所述亮点的光线功率。

10.如权利要求1所述的基于相干反馈的光学逻辑门装置，其特征在于，进一步包括：

光学隔离器(9)，其设置在所述第一逻辑控制门(71)与光纤耦合架(10)之间，调节光束的透光率。

11.如权利要求1所述的基于相干反馈的光学逻辑门装置，其特征在于，进一步包括至少一个玻片(8)；所述玻片(8)设置在所述反馈光的光路中，用于以所述反馈光的光轴为基准，调整所述反馈光的偏振方向，并结合极化分束器调整所述反馈光的透射光强。

12.如权利要求1所述的基于相干反馈的光学逻辑门装置，其特征在于，进一步包括：

第五极化分束器(25)，其位于所述第三极化分束器(23)的竖直方向上，用于从另一个所述竖直方向上的亮点的光束中生成第二束反馈光；

所述第三极化分束器(23)生成第一束反馈光射入所述第一逻辑控制门(71)，所述第五极化分束器(25)生成第二束反馈光射入所述第二逻辑控制门(72)。