[发明专利]一种基于掺铒光波导的通信波段片上量子存储器

权利要求书

1.一种基于掺铒光波导的通信波段片上量子存储器，其特征在于，包括依次相连接的泵浦激光源(1)、相位调制器(2)、可调光衰减器(3)、第一光开关(4)、偏振控制器(5)、第二光开关(6)和掺铒光波导模块(7)，所述偏振控制器(5)的输出端连接所述第二光开关(6)的第一输入端口，所述第二光开关(6)的第二输入端口(15)用于输入待存储光子；

所述掺铒光波导模块(7)由固定于衬底(8)之上的依次排列的第一光纤准直器(9)、掺铒光波导芯片(11)和第二光纤准直器(14)构成，掺铒光波导芯片(11)由基体材料(12)和掺铒光波导(13)构成，所述第一光纤准直器(9)与第二光开关(6)的输出端通过光纤相连接；

所述泵浦激光源(1)用于为量子存储器中原子频率梳制备过程提供泵浦光；

所述相位调制器(2)用于实现泵浦光的移频；

所述第一光开关(4)用于控制泵浦光的脉宽、占空比和通断；

所述第二光开关(6)用于选择让待存储光子或泵浦光进入掺铒光波导模块(7)；

所述掺铒光波导(13)为量子存储器的存储介质，输入其中的泵浦激光可以与波导中的铒离子系综发生相互作用，在波导中制备出原子频梳用于存储待存储光子。

2.根据权利要求1所述的一种基于掺铒光波导的通信波段片上量子存储器，其特征在于，所述泵浦激光源(1)为固体激光器、半导体激光器或者染料激光器，所述泵浦激光源(1)能产生连续的泵浦光，中心波长范围为1460nm～1570nm。

3.根据权利要求1所述的一种基于掺铒光波导的通信波段片上量子存储器，其特征在于，所述偏振控制器(5)为波片型偏振控制器或光纤环型偏振控制器。

4.根据权利要求1所述的一种基于掺铒光波导的通信波段片上量子存储器，其特征在于，所述相位调制器(2)为基于KDP晶体的相位调制器或基于铌酸锂晶体的相位调制器，所述相位调制器(2)的工作波长范围为1530nm～1570nm。

5.根据权利要求1至4任一项所述的一种基于掺铒光波导的通信波段片上量子存储器，其特征在于，所述第一光开关(4)的工作波长范围为1240nm～1640nm，开关时间0.5ms。

6.根据权利要求1至4任一项所述的一种基于掺铒光波导的通信波段片上量子存储器，其特征在于，所述掺铒光波导(13)采用半导体工艺加工而成，半导体工艺由激光直写、质子交换、精密机械加工、紫外光刻、电子束曝光和等离子刻蚀中至少一种组成。

7.根据权利要求1至4任一项所述的一种基于掺铒光波导的通信波段片上量子存储器，其特征在于，所述掺铒光波导(13)为掺铒铌酸锂波导、掺铒钒酸钇或掺铒钒酸钆波导。