基于原子自旋相干的图像的空间频率路由

【摘要】：在信息爆炸的时代,为了满足人们对信息传递和信息处理的要求,人们对量子信息的研究越来越广泛,不久就会迎来量子信息网络时代。在未来的量子信息网络中,人们用到了一些独立的设备来实现量子信息的存储和操作。通过光和物质之间的相互作用提供有效的工具来实现上述目的。在众多信息处理中,图像的相干操作和全光操作在很多地方起到了很重要的作用,包括全息,经典,量子关联,图像和信息加工等方面。大部分以EIT为基础的光存储实验处理时域下光脉冲振幅和相幅的变化,也对光脉冲的横向空间图像起到了一些作用。更多的应用要求具有更大信息量的二维图像。图像存储可以显著的增加EIT的存储量,并且允许进行多量子信息处理。在EIT条件下,图像的减慢和存储已经在原子蒸气和固体中分别实现了。原子气体的扩散造成了释放出来的图像的破坏,这对于图像存储是一个不好的因素。因此,没原子扩散的固体介质有更好的应用前景。在固体介质中,稀土材料具有窄的线宽和长的去相干时间的特性,可以更加有效的存储光脉冲,在信息处理方面有潜在的应用,因此受到更多的关注。本文中,我们实验证明了一种图像的可控的空间频率路由,它基于由EIT驱动的Pr:YSO晶体中存储的原子自旋相干。在EIT为基础的光存储机制中,光脉冲承载了一个空间截面图像通过关闭写入相干场存入晶体,之后再通过反操作打开相干场来释放光脉冲。通过改变频率以及写入控制光的空间传播方向,存储图像已经被传输到一个新的空间频率通道。而且,当两束输入相干场被用来输出存储信息时,图像信息可以通过它的初始或者形变后的信息通道被同步追踪。通过上述路径,图像信息可以受控的被相干和全光的修改。这种空间频率图像路径可以用来传输图像信息和将不同信息通道的交流线相互作用起来,在图像处理和信息网络领域中能有重要的应用。