Предложена новая схема пространственно многомодовой оптической квантовой памяти, основанная на нерезонансном рамановском взаимодействии слабого сигнального и сильного контрольного полей в многоатомной системе, находящейся в резонаторе. Запись и считывание слабых оптических импульсов осуществляется путём угловой модуляции волнового вектора контрольного поля. Схема обладает высокой информационной ёмкостью и может быть реализована в примесных кристаллах, активированных редкоземельными ионами.

Лаборатория нелинейной оптики КФТИ КазНЦ РАН (Казань, Россия), Техасский университет (США).
Руководитель: Самарцев В.В.
Исполнитель: Калачёв А.А., Кочаровская О.А.

Предложена новая схема пространственно многомодовой оптической квантовой памяти, основанная на нерезонансном рамановском взаимодействии слабого сигнального поля (например, однофотонного волнового пакета) и сильного контрольного поля в протяжённой многоатомной системе, находящейся в резонаторе. Определены условия, при которых пространственно-временную структуру слабого оптического импульса мож-но записывать и воспроизводить путём угловой модуляции волнового вектора контрольного поля. Показано, что предложенная схема обладает высокой информационной ёмкостью: при типичных значениях экспериментальных параметров однократное скани-рование контрольного поля позволяет записать порядка ста импульсов, каждый из кото-рых является суперпозицией тысячи пространственных мод. Предложенную схему можно реализовать в примесных кристаллах, активированных редкоземельными ионами, которые являются наиболее перспективными носителями информации в устройствах оптической квантовой памяти. Использование нерезонансного рамановского взаимодействия избавляет от необходимости приготовления узких спектральных линий в таких материалах, а угловая модуляция контрольного поля – от необходимости управлять частотами резонансных переходов с помощью внешних электрических или магнитных полей.  

Публикации:

  1. Kalachev A., Kocharovskaya O.: Multimode cavity-assisted quantum storage via continuous phase-matching control. Phys. Rev. A 88, iss. 3, 033846(1-7) (2013)


Возврат к списку