[发明专利]单光子的倍增方法及装置

说明书

本发明提供了一种单光子的倍增方法及装置，该方法包括：获取多路第一光路和多路第二光路；在多路第一光路中查找第一目标光路；基于第一目标光路在多路第二光路中查找第二目标光路；控制第二目标光路中的声光调制器开启，以使第二目标光路中包含的反斯托克斯光子到达输出光路，其中，反斯托克斯光子为单光子。本发明中的单光子的倍增方法能够实时获取多路光路，对多路光路进行分析，当分析得到光路中包括反斯托克斯光子时，控制光路中的声光调制器开启，使得反斯托克斯到达输出光路。通过多路光路的方式能够使得单光子的产生率提高，单光子的质量也很好，缓解了传统的单光子的生成方法中，单光子的产生率低的技术问题。

技术领域

本发明涉及单光子的技术领域，尤其是涉及一种单光子的倍增方法及装置。

背景技术

单光子源在量子保密通信，量子密集编码等方面有很重要的应用。而衡量单光子源品质的一个很重要的指标是单光子是否能够按需产生。目前，无论是利用晶体的非线性效应或是利用原子的自发Raman(即，拉曼)散射作用，产生单光子的几率都是很低的，不能实现按需产生，无法满足单光子源的实际应用。

为了得到按需产生的单光子，需要一种能够将多路空间区分的单光子耦合为空间模式一致的单路单光子源。常见的光耦合的实现方式有两种：一种是通过BS(BeamSplitter，分束器)进行光束耦合；另一种是通过PBS(Polarizing Beam Splitter，偏振光束分光器)进行光束耦合。通过BS实现的光束耦合是利用光束在BS表面的部分透射和部分反射作用进行的，这种方式的优点是在不改变光束偏振的作用下进行耦合，能够满足单光子的全同性，但是BS表面会对两束光有较大的损耗；而通过PBS实现的光束耦合是将两个正交偏振的光束通过PBS的偏振特性实现，这种方式能够高效的将两束正交偏振的光耦合在一起，但是这两束光必须是正交偏振的光，破坏了单光子的全同性。并且上述两种方法在进行单光子耦合时，会使得多光子噪声提高，大大影响生成的单光子的质量。

综上，现有技术中的单光子的生成方法中，单光子的产生率低，并且没有一种能够高效率且高质量产生单光子源的方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种单光子的倍增方法及装置，以缓解现有技术中的单光子的生成方法中，单光子的产生率低，不能同时高效率且高质量产生单光子的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种单光子的倍增方法，所述方法包括：

获取多路第一光路和多路第二光路，其中，所述多路第一光路中的部分光路或者全部光路包括斯托克斯光子，所述多路第二光路中的部分光路或者全部光路包括反斯托克斯光子，所述反斯托克斯光子为单光子；

在所述多路第一光路中查找第一目标光路，其中，所述第一目标光路为所述多路第一光路中包括所述斯托克斯光子的光路；

基于所述第一目标光路在所述多路第二光路中查找第二目标光路，其中，所述第二目标光路为所述多路第二光路中包括反斯托克斯光子的光路；

控制所述第二目标光路中的声光调制器开启，以使所述第二目标光路中包含的所述反斯托克斯光子到达输出光路。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，获取多路第一光路和多路第二光路，包括：

分别获取一束写光和一束读光，其中，所述写光和所述读光为激光斩波之后的脉冲光中光路方向相反的两个光路；

将所述写光和所述读光照射于原子系综，以得到所述多路第一光路和所述多路第二光路，其中，所述多路第一光路和所述多路第二光路的数量相同，且一路第一光路唯一对应一路第二光路。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述多路第二光路中的每路第二光路中设置有一个声光调制器。