中科院武漢物數(shù)所用原子濾光器的量子通信裝置獲美國授權(quán)

中國科學(xué)院武漢物理與數(shù)學(xué)研究所孫獻(xiàn)平、羅軍和詹明生申請(qǐng)的“使用原子濾光器的量子通信裝置（Free-space quantum communication device using atomic filters）”，經(jīng)過長達(dá)六年的評(píng)審，zui近獲得美國授權(quán)（號(hào)：US 8031873）。

當(dāng)需要白天實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星-地球、衛(wèi)星-衛(wèi)星的遠(yuǎn)距離自由空間光通信（激光通信或者量子通信），當(dāng)要求白天測量來自遠(yuǎn)距離之外的物質(zhì)光頻特征信號(hào)，當(dāng)希望白天觀測來自80~110 km處大氣層的鉀原子熒光、鈉原子熒光的時(shí)候，使用什么樣的濾光方法能夠抑制強(qiáng)的背景光同時(shí)讀取微弱的光信號(hào)？超窄線寬原子濾光研究以及在自由空間光通信、遙感、激光雷達(dá)等方面的實(shí)驗(yàn)演示表明：利用了原子的吸收、發(fā)射、色散及內(nèi)部能量轉(zhuǎn)換等物理特性的原子濾光是理想的方法之一，能夠有效地進(jìn)行頻譜濾波，極大地提高光學(xué)信號(hào)的探測靈敏度。原子濾光方法因此具有重要應(yīng)用價(jià)值和前景。

武漢物數(shù)所*原子分子物理學(xué)科平臺(tái)，在原子濾光及其應(yīng)用研究的基礎(chǔ)上，將原子濾光方法應(yīng)用于自由空間量子通信系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)演示表明，在量子通信裝置里，利用原子濾光器引入的低損耗介質(zhì)和超窄線寬的頻譜濾波器件等特性，自由空間量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)就能夠在強(qiáng)光下工作（Applied Physics Letter, 89 19 （2006）, 191121.）。實(shí)驗(yàn)也演示了一種Raman放大原子濾光方法（Optics Letters, 33 16 （2008）, 1842.），能夠進(jìn)一步減少背景光噪聲產(chǎn)生的通信誤碼率，從而保證獲得安全的量子密鑰。原子濾光方法有望應(yīng)用于強(qiáng)太陽光背景和極微弱信號(hào)光條件下的量子因特網(wǎng)、自由空間量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)以及高精度光學(xué)多普勒測速和光學(xué)遙感等領(lǐng)域，保證這些系統(tǒng)白天與黑夜全天候運(yùn)轉(zhuǎn)。

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