[发明专利]非对称量子干涉仪及方法

摘要

本发明公开了一种非对称量子干涉仪及方法，使用半导体激光器或者钛宝石激光器等相干光作为初始入射光源，基于光和物质之间的高增益拉曼散射过程来实现非对称量子干涉仪。发明实验装置主要是一个作用介质，两个相干光源P和拉曼光场W，一批光学元器件和一个相移器，整个装置结构简单，系统稳定。本发明的非对称量子干涉仪是利用高增益拉曼散射过程作为分束器实现光与原子的分束和合束，干涉输出强度随两个干涉臂相位差呈非对称，类似锯齿波图样分布，在某些相位下的信号强度对相位变化非常敏感，与传统的全光干涉仪和对称型的非线性干涉仪相比，具有更高的相位灵敏度。这种干涉仪在精密测量和量子信息领域有很重要的应用前景。

主权项

1.一种非对称量子干涉仪，其特征在于，它包括：第一光源（1），其用于产生入射拉曼光场W；第二光源（2），其用于产生光学泵浦光场P；第一极化分束器（3），其沿所述第一光源（1）光路设置，用于所述第一光源（1）和出射探测信号光场的空间分束；铷原子系综（4），其设置在所述第一极化分束器（3）与第二极化分束器（5）之间，用于实现所述光和原子的相互作用，产生偏振垂直于拉曼光场的信号光场以及原子相干性，信号光场与原子相干性之间有相位关联，原子相干性留在原子系综中，拉曼光场和信号光场传播出原子系综；第二极化分束器（5），其沿所述第一光源（1）光路设置，用于所述第一光源（1）和产生的信号光场的空间分束；光学反射镜（6），其用于反射所述第一光源（1），原路返回铷原子系综；光学反射镜（7），其用于反射所述产生的信号光场，与反射回的第一光源空间重合，发生拉曼放大，产生放大后的探测信号光场；相移器（8），其设置在所述第二极化分束器（5）和光学反射镜（7）之间，用于改变所述产生的信号光场的相位；光电探测器（9），其用于探测最终的输出信号，最终干涉输出信号强度随相位变化呈不对称图样；其中：所述第一光源（1）通过第一极化分束器（3）进入铷原子系综（4），所述第二光源（2）与第一光源（1）呈3°夹角反向进入铷原子系综（4）。