[实用新型]一种基于相干反馈的光学逻辑门装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及光学通讯领域和光学计算领域，尤其一种基于相干反馈的光学逻辑门装置。

背景技术

相干反馈的原理是将输出信号与输入信号在光学系统内相干的进行相互作用。与基于测量的反馈相比，相干反馈在很多应用上都有着显著的优势，例如可以即时控制，保留相干信息和避免引入额外的测量噪声。相干反馈原理之前已经被用来动态的控制，稳定和增强光学系统的表现。例如相干反馈在量子信息领域可以用来进行量子纠错，用来提高量子压缩光源的压缩度，在超低能量光学双稳态中相干反馈控制可以用来压缩自发的开关。现在技术中基于铷原子系综的光学逻辑门的上升时间较慢，很多情况下需要用一个强光去控制弱光，而且输出逻辑水平难以保持一致。

实用新型内容

本实用新型克服了现有技术中逻辑门上升速度较慢、需要使用强光控制弱光且输出逻辑水平难以保持一致等缺陷，提出了一种基于相干反馈的光学逻辑门装置。

本实用新型提出了一种基于相干反馈的光学逻辑门装置，包括：

激光器；

极化分束器；

介质单元；

逻辑控制门；

光纤耦合架与多模光纤；

其中，所述激光器发射泵浦光经所述第一极化分束器反射，沿所述泵浦光的反射方向依次设置所述介质单元、第二极化分束器，所述泵浦光经过所述介质单元、第二极化分束器形成环形光斑与竖直方向的两个亮点；所述亮点的光束经过所述第三极化分束器形成两束反馈光；沿所述第一束反馈光的光路设置所述第一逻辑控制门，沿所述第二束反馈光的光路设置所述第二逻辑控制门，所述两束反馈光分别经所述第一逻辑控制门与第二逻辑控制门射入所述光纤耦合架；所述两束反馈光依次经所述光线耦合架、多模光纤射入所述第一极化分束器中，并在所述介质单元中与所述泵浦光相交。

其中，所述激光器的数量为一个。

其中，所述介质单元的作用介质包括⁸⁵Rb原子、⁸⁷Rb原子。

其中，所述泵浦光与所述反馈光在所述介质单元中的夹角为5mRad-8mRad。

其中，进一步包括：光斑阻塞器；所述光斑阻塞器设置在所述第二极化分束器的一侧。

其中，进一步包括至少一个反射镜；所述反射镜设置于所述反馈光或泵浦光的光路中。

其中，进一步包括至少一个探测器；所述探测器设置在所述亮点处。

其中，进一步包括：

光学隔离器，其设置在所述第一逻辑控制门与光纤耦合架之间。

其中，进一步包括至少一个玻片；所述玻片设置在所述反馈光的光路中。

其中，进一步包括：

第五极化分束器，其位于所述第三极化分束器的竖直方向上。

其中，进一步包括：

第四极化分束器，其沿所述反馈光的光路设置在所述第一逻辑控制门与第二逻辑控制门的后方。

本实用新型利用原子相干性增强的四波混频，采用⁸⁵Rb原子系综可以同时实现光学逻辑“或”门和逻辑“或非”门。

本实用新型的光学逻辑门的上升速度在500ns以内，比现有技术中的速度快了两倍。

本实用新型光学逻辑门拥有与电子逻辑门一样的逻辑水平。例如，对于光学逻辑“或门”而言，逻辑控制门的控制的“10”，“01”和“11”的光学输入态得到的输出结果是一致的，同理对于“或非门”也是如此。

本实用新型可通过弱光(反馈光)可控制强光(泵浦光)，实现光学逻辑门的效果。由于采用部分泵浦光作为反馈光，所以不需要第二个激光源作为第二个信号输入源，降低了本实用新型装置的成本。

附图说明

图1是本实用新型中基于相干反馈的光学逻辑门装置的组成示意图。

具体实施方式

结合以下具体实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明。实施本实用新型的过程、条件、实验方法等，除以下专门提及的内容之外，均为本领域的普遍知识和公知常识，本实用新型没有特别限制内容。

如图1所示，1-激光器，21-第一极化分束器，22-第二极化分束器，23-第三极化分束器，24-第四极化分束器，25-第五极化分束器，3-介质单元，4-光斑阻塞器，6-反射镜，71-第一逻辑控制门，72-第二逻辑控制门，8-玻片，9-光学隔离器，10-光纤耦合架，11-多模光纤，12-探测器。