CN105719719B - 一种连续变量量子存储节点之间非经典态的传输装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种连续变量量子存储节点之间非经典态的传输装置，本发明主要是解决现有分离变量的原子系综之间存在着几率性传输的技术问题。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种连续变量量子存储节点之间非经典态的传输装置，其包括三套光源单元、光束耦合系统、第一、第二原子系综、纠缠测量系统和反馈单元；所述光束耦合系统由六个格兰汤姆森棱镜和一个光学分束器组成，所述纠缠测量系统由三套平衡零拍探测系统和可存储数字示波器组成。本发明利用电磁诱导透明过程在原子系综中实现了非经典态的确定性存储，同时利用自发拉曼散射过程产生的连续变量光和原子系综的纠缠，确定性地传输连续变量原子系综的非经典态。
Description
技术领域
本发明涉及一种连续变量量子存储节点之间非经典态的传输装置，它是一种可应用于量子信息网络的存储节点-原子系综之间的压缩态的传输装置，是一种将量子态的存储和传输相结合的装置。
背景技术
随着量子信息的发展，由光和原子组成的量子信息网络是实际应用的重要基础。原子系综是实现量子网络节点的有效方法之一，可以作为量子存储、处理节点。压缩态不但是量子力学的重要内容之一，而且是量子信息和量子测量的必要资源。压缩态在量子网络节点的存储和在量子网络节点之间的传输是发展量子信息网络的关键。
在2008年，中国科学技术大学的潘建伟教授研究组利用自发拉曼散射过程制备了分离变量的光和原子系综之间的纠缠，通过量子离物传态协议将光子的量子态传输到了原子系综，在Nature Physics 4,103(2008)发表题为“Memory-built-in quantumteleportation with photonic and atomic qubits”的论文。在2012年，该研究组利用该方法将一个原子系综的量子态传输到了另一个原子系综，在Proc.Natl.Acad.Sci.109,20347(2012)发表题为“Quantum teleportation between remote atomic-ensemblequantum memories”的论文。
以上两个研究工作将分离变量的光子量子态、原子系综量子态几率性地传输到原子系综，解决了量子存储节点之间的量子态传输的问题，但上述方法还存在着几率性传输的技术问题。
发明内容
本发明的目的是解决现有分离变量的原子系综之间存在着几率性传输的技术问题，提供一种结构紧凑、可靠性好的可以应用于量子信息网络的连续变量量子存储节点之间非经典态的传输装置。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：基于连续变量量子信息中光场的正交分量和原子系综的集体自旋波，利用电磁诱导透明过程在原子系综中实现了非经典态的确定性存储，同时利用自发拉曼散射过程产生的连续变量光和原子系综的纠缠，确定性地传输连续变量原子系综的非经典态。在控制光的作用下，实现非经典态在原子系综中的存储和释放。在写光信号和原子系综的作用下，产生斯托克斯光和原子系综自旋波的纠缠，然后通过测量和反馈，实现量子态的传输；在读光信号和原子系综的作用下，将原子系综自旋波的量子态映射到反斯托克斯光的量子态，通过测量反斯托克斯光，验证原子系综的非经典特性。
一种连续变量量子存储节点之间非经典态的传输装置，其包括第一光源单元、第二光源单元、第三光源单元、光束耦合系统、第一、第二原子系综、纠缠测量系统和反馈单元；所述光束耦合系统由六个格兰汤姆森棱镜和一个光学分束器组成，所述纠缠测量系统由三套平衡零拍探测系统和可存储数字示波器组成，所述反馈单元是具有频率过滤的可变增益放大电路；所述第一光源单元设有两个输出端，并且分别和第二、第三光源单元的输入端相连接；所述第二光源单元设有第一泵浦光脉冲信号aP1输出端、写光脉冲信号aW输出端、读光脉冲信号aR输出端、两束本地振荡光信号aL1、aL3输出端和两束模拟光脉冲信号aL4、aL6输出端；所述第三光源单元设有第二泵浦光脉冲信号aP2输出端、探针光脉冲信号a、L5输出端、本地振荡光信号aL2输出端和控制光脉冲信号aC输出端；其中，第一泵浦光脉冲信号aP1输出端与第一原子系综第一输入端连接；竖直偏振的写光脉冲信号aW输出端和水平偏振的第一束模拟光脉冲信号aL6输出端分别连接第一格兰汤姆森棱镜的两个输入端，第一格兰汤姆森棱镜的输出端与第一原子系综的第二输入端连接；竖直偏振的读光脉冲信号aR输出端和水平偏振的第二束模拟光脉冲信号aL4输出端分别连接第二格兰汤姆森棱镜的两个输入端，第二格兰汤姆森棱镜的输出端与第一原子系综的第三输入端连接；第一原子系综的第一、第二输出端分别连接第四、第五格兰汤姆森棱镜的输入端；第二泵浦光脉冲信号aP2输出端与第二原子系综第一输入端连接；竖直偏振的控制光脉冲信号aC输出端和水平偏振的探针光脉冲信号a、L5输出端分别连接第三格兰汤姆森棱镜的两个输入端，第三格兰汤姆森棱镜的输出端与第二原子系综的第二输入端连接；第二原子系综的输出端连接第六格兰汤姆森棱镜的输入端；第四和第六格兰汤姆森棱镜的输出端分别与光学分束器的两个输入端连接，光学分束器的两个输出端分别与第一和第二平衡零拍探测系统的第一输入端连接，第一、第二束本地振荡光信号aL1、aL2输出端分别连接第一、第二平衡零拍探测系统的第二输入端，第一、第二平衡零拍探测系统的输出端通过反馈单元与第一原子系综的射频线圈连接；第五格兰汤姆森棱镜的输出端连接第三平衡零拍探测系统的第一输入端，本地振荡光信号aL3输出端连接第三平衡零拍探测系统的第二输入端，第三平衡零拍探测系统的输出端和可存储数字示波器连接。
所述第一光源单元，包括低噪声、窄线宽、可调谐的可调谐激光器和单模1x2光纤耦合器；可调谐激光器的输出端与单模1x2光纤耦合器的输入端连接，单模1x2光纤耦合器的输出端分别与第二和第三光源单元输入端连接。
所述第二光源单元，包括单模1x7光纤耦合器和七套声光调制器；单模1x7光纤耦合器的输出端分别与七套声光调制器的输入端连接，使七套声光调制器生成第一泵浦光脉冲信号aP1、写光脉冲信号aW、读光脉冲信号aR、两束本地振荡光信号aL1、aL3和两束模拟光脉冲信号aL4、aL6。
所述第三光源单元，包括单模1x4光纤耦合器、五套声光调制器和光学参量放大器；单模1x4光纤耦合器的输出端分别与四套声光调制器输入端连接，第二声光调制器光学的输出端和光学参量放大器的输入端连接，光学参量放大器的输出端和第五声光调制器输入端连接，最终生成第二泵浦光脉冲信号aP2、探针光脉冲信号a、L5、本地振荡光信号aL2和控制光脉冲信号aC。
所述第一原子系综由立方原子气室、射频线圈、磁屏蔽系统和温控系统组成；所述磁屏蔽系统由此屏壁纸、磁屏蔽筒组成；所述立方原子气室充有原子气体和一定量的缓冲惰性气体，在立方原子气室的通光面镀有激光相应波长的减反膜；立方原子气室放置于射频线圈内；射频线圈的外层用磁屏蔽纸包裹，并且放置于金属的磁屏蔽筒内；在磁屏蔽筒的外层采用加热带、保温材料和控温仪器组成的温控系统对铷原子加热并且精确控温。
所述第二原子系综由立方原子气室、磁屏蔽系统和温控系统组成；所述磁屏蔽系统由此屏壁纸、磁屏蔽筒组成；所述立方原子气室充有原子气体和一定量的缓冲惰性气体，在立方原子气室的通光面镀有激光相应波长的减反膜；立方原子气室的外层用磁屏蔽纸包裹，并且放置于金属的磁屏蔽筒内；在磁屏蔽筒的外层采用加热带、保温材料和控温仪器组成的温控系统对铷原子加热并且精确控温。
本发明采用上述技术方案，利用电磁诱导透明过程将压缩态光场存储在原子系综，并且利用光和原子的自发拉曼散射过程产生斯托克斯光的正交分量和原子系综自旋波的纠缠，确定性的在原子系综之间将非经典态进行传输。最后，利用光和原子的自发拉曼散射过程产生反斯托克斯光，将原子系综自旋波的量子态映射到反斯托克斯光的量子态，进而通过测量反斯托克斯光的正交分量的量子噪声，验证原子系综自旋波的斯托克斯分量的量子噪声特性。因此，与背景技术相比，本发明具有结构紧凑、可靠性好、确定性传输的优点。本发明有以下有益效果：
1、本发明所利用的电磁诱导透明过程可控地存储和释放了光学参量放大器产生的压缩光。
2、本发明所利用的光和原子的自发拉曼散射过程确定性地产生斯托克斯光的正交分量和原子系综自旋波的斯托克斯分量的纠缠。
3、本发明所利用的自发拉曼散射过程产生的连续变量光和原子纠缠，通过将斯托克斯光和释放光干涉、测量、反馈，确定性地在原子系综之间传输非经典态。
4、本发明所利用的光和原子的自发拉曼散射过程产生反斯托克斯光，验证原子系综自旋波的量子噪声。
5、本发明所利用的热原子系综的系统简单、稳定。
6、本发明所利用的第一原子系综的立方原子气室置于射频线圈内，用于纠缠交换反馈的实现。
7、本发明所利用的纠缠交换反馈单元，使用具有频率过滤和可变增益因子的放大电路，通过选择频率和调节增益因子，可以实现最佳的原子系综纠缠和量子态的传输。
本发明适合应用于包含原子的量子信息网络，特别是在任意量子存储节点之间实现量子态的传输。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明第一光源单元的结构示意图；
图3是本发明第二光源单元的结构示意图；
图4是本发明第三光源单元的结构示意图；
图5是本发明光信号的控制时序图；
图6是本发明第一原子系综的能级示意图；
图7是本发明第二原子系综的能级示意图；
图8是本发明第一原子系综的结构示意图；
图9是本发明第二原子系综的结构示意图；
图10是本发明纠缠测量系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细描述。
如图1所示，本实施例中的一种连续变量量子存储节点之间非经典态的传输装置，包括三套光源单元1-3、光束耦合系统、第一原子系综5、第二原子系综6、纠缠测量系统和反馈单元11；所述光束耦合系统由六个格兰汤姆森棱镜41-46和一个光学分束器47组成，所述纠缠测量系统由三套平衡零拍探测系统7-9和可存储数字示波器10组成，所述反馈单元11是具有频率过滤的可变增益放大电路；所述第一光源单元1设有两个输出端，该两个输出端分别与第二、第三光源单元2、3的输入端相连接；所述第二光源单元2设有第一泵浦光脉冲信号aP1输出端、写光脉冲信号aW输出端、光脉冲信号aR输出端、两束本地振荡光信号aL1、aL3输出端和两束模拟光脉冲信号aL4、aL6输出端；所述第三光源单元3设有第二泵浦光脉冲信号aP2输出端、探针光脉冲信号a、L5输出端、本地振荡光信号aL2输出端和控制光脉冲信号aC输出端；其中，第一泵浦光脉冲信号aP1输出端与第一原子系综5第一输入端连接；竖直偏振的写光脉冲信号aW输出端和水平偏振的第一束模拟光脉冲信号aL6输出端分别连接第一格兰汤姆森棱镜41的两个输入端，第一格兰汤姆森棱镜41的输出端与第一原子系综5的第二输入端连接；竖直偏振的读光脉冲信号aR输出端和水平偏振的第二束模拟光脉冲信号aL4输出端分别连接第二格兰汤姆森棱镜42的两个输入端，第二格兰汤姆森棱镜42的输出端与第一原子系综5的第三输入端连接；第一套原子系综5的第一、第二输出端分别连接第四、第五光格兰汤姆森棱镜44、45的输入端；第二束泵浦光脉冲信号aP2输出端与第二原子系综6第一输入端连接；竖直偏振的控制光脉冲信号aC输出端和水平偏振的探针光脉冲信号a、L5输出端分别连接第三格兰汤姆森棱镜43的两个输入端，第三格兰汤姆森棱镜43的输出端与第二原子系综6的第二输入端连接；第二套原子系综6的输出端连接第六格兰汤姆森棱镜46的输入端；第四、第六格兰汤姆森棱镜44、46的输出端与光学分束器47的两个输入端连接，光学分束器47的两个输出端和第一、第二平衡零拍探测系统7、8的第一输入端连接，第一、第二束本地振荡光信号aL1、aL2输出端分别连接第一、第二平衡零拍探测系统7、8的第二输入端，第一、第二平衡零拍探测系统7、8的输出端通过反馈单元11与第一原子系综5的射频线圈连接；第五格兰汤姆森棱镜45的输出端连接第三平衡零拍探测系统9的第一输入端，第三束本地振荡光信号aL3输出端连接第三平衡零拍探测系统9的第二输入端，第三平衡零拍探测系统9的输出端和可存储数字示波器连接10。
如图2所示，所述第一光源单元，包括低噪声、窄线宽、可调谐的可调谐激光器12和单模1x2光纤耦合器13。可调谐激光器12的输出端与单模1x2光纤耦合器13的输入端连接，单模1x2光纤耦合器13的输出端与第二、第三光源单元2、3输入端连接；可调谐激光器12为钛宝石激光器，钛宝石激光器输出795nm的激光，对应于原子的吸收线。
如图3所示，所述第二光源单元，包括单模1x7光纤耦合器21和七套声光调制器22-28。单模1x7光纤耦合器21的输出端分别与七套声光调制器22-28的输入端连接，使七套声光调制器22-28生成泵浦光脉冲信号aP1、写光脉冲信号aW、读光脉冲信号aR、两束本地振荡光信号aL1、aL3和两束模拟光脉冲信号aL4、aL6。其中，第一浦光脉冲信号aP1用于第一原子系综5的初始态制备；写光脉冲信号aW通过自发拉曼散射过程，产生小角度的斯托克斯光aS，建立光和原子系综之间的纠缠；读光脉冲信号aR通过自发拉曼散射过程，产生小角度的反斯托克斯光aAS，并且将第一原子系综5的量子态映射到反斯托克斯光aAS的量子态，验证原子系综的量子噪声特性；同时，读光脉冲信号aR、写光脉冲信号aW、斯托克斯光aS和反斯托克斯光aAS分别满足能量守恒关系ωW+ωR＝ωS+ωAS和动量守恒关系两束本地振荡光信号aL1、aL3用于平衡零拍探测系统的本地振荡光信号。两束模拟光脉冲信号aL4、aL6用于在平衡零拍探测系统中模拟斯托克斯光aS和反斯托克斯光aAS，并且将其和本地振荡光aL1、aL3的干涉位相差分别锁定在0和Pi/2，进而测量斯托克斯光aS、反斯托克斯光aAS的正交振幅和正交位相分量。
如图4所示，所述第三光源单元，包括单模1x4光纤耦合器31、五套声光调制器32-36和光学参量放大器37。单模1x4光纤耦合器31的输出端分别与四套声光调制器32-35的输入端连接，第二声光调制器33的输出端和光学参量放大器37的输入端连接，光学参量放大器37的输出端和第五声光调制器36的输入端连接，最终生成第二泵浦光脉冲信号aP2、探针光脉冲信号a、L5、本地振荡光信号aL2和控制光脉冲信号aC。
如图5所示，利用声光调制器22-28、32-36的开关特性，实现相应的时序控制。整个控制周期取1毫秒。利用声光调制器25、34、26平衡零拍探测系统的本地振荡光信号常开，输出强的本地振荡光aL1、aL2和aL3。利用声光调制器27、33、28将模拟光aL4、aL5和aL6在光和原子相互作用的10微秒内关闭，其余时间打开并且输出强的模拟光，用于对斯托克斯光aS、释放光脉冲信号aM和反斯托克斯光aAS的在平衡零拍探测系统中的位相锁定。在模拟光aL4、aL5、aL6关闭后，利用声光调制器22、32产生1微秒的强泵浦脉光冲信号aP1、aP2将第一原子系综5、第二原子系综6的铷87原子制备到初态。在泵浦光脉冲信号作用后，利用声光调制器35将强的控制光脉冲信号aC打开1微秒，同时，声光调制器36的时序和声光调制器33相同，并且在控制光开启时，打开500纳秒，产生a‘L5的时序，将光学参量放大器产生的压缩态光存储在第二原子系综6的自旋波量子态；在100纳秒的存储时间后，利用声光调制器35再次打开控制光脉冲信号aC，将第二原子系综6的量子态读出，转换为释放光脉冲信号aM。同时，利用声光调制器23将强的写光脉冲信号aW打开500纳秒，得到斯托克斯光aS和原子系综的纠缠态；在100纳秒的纠缠保持时间后，利用声光调制器24将弱的读光脉冲信号aR打开500纳秒，得到反斯托克斯光aAS。
如图6所示，所述第一原子系综5采用铷87原子的52S1/2的F＝1和F＝2以及52P1/2的F、＝1和F、＝2的超精细能级。利用钛宝石激光器12的调谐特性和声光调制器22-28的移频特性，获得相应波长的光信号。泵浦光脉冲信号aP1、aP2的频率和52S1/2的F＝2到52P1/2的F、＝1的跃迁吸收线共振，制备到基态52S1/2的F＝1。写光脉冲信号aW的频率和52S1/2的F＝1到52P1/2的F、＝2的跃迁吸收线有一定的失谐；斯托克斯光的本地振荡光aL1和模拟光aL4的频率和斯托克斯光aS的频率相同由写光频率和相应的原子能级决定，该频率和52S1/2的F＝2到52P1/2的F、＝2的跃迁吸收线有一定的失谐；读光脉冲信号aR的频率和52S1/2的F＝2到52P1/2的F、＝1的跃迁吸收线有一定的失谐；反斯托克斯光的本地振荡光aL3和模拟光aL6的频率和反斯托克斯光aAS的频率相同由读光频率和相应的原子能级决定，该频率和52S1/2的F＝1到52P1/2的F、＝1的跃迁吸收线有一定的失谐。通过控制写光信号aW、读光信号aR的单光子失谐量的大小，和斯托克斯光的本地振荡光aL1及模拟光aL4、反斯托克斯光的本地振荡光aL3及模拟光aL6的光子失谐量的大小，控制光和原子的相互作用强度和关联噪声，可以获得最佳的光和原子系综的纠缠。
如图7所示，所述第二原子系综6采用铷87原子的52S1/2的F＝1和F＝2以及52P1/2的F、＝2的超精细能级。利用钛宝石激光器12的调谐特性和声光调制器32-36的移频特性，获得相应波长的光信号。控制光脉冲信号aC的频率和52S1/2的F＝1到52P1/2的F、＝2的跃迁吸收线有一定的失谐；压缩光的本地振荡光aL2和模拟光aL5的频率和压缩光的频率相同，该频率和52S1/2的F＝2到52P1/2的F、＝2的跃迁吸收线有一定的失谐。
如图1所示，所述格兰汤姆森棱镜41-43将竖直偏振的写光、读光脉冲信号、控制光和水平偏振的反斯托克斯光模拟光、斯托克斯光模拟光、存储光耦合进原子系综，而且所述格兰汤姆森棱镜44-46将竖直偏振的读光脉冲信号、控制光、写光脉冲信号过滤掉；所述光学分束器47将斯托克斯光和释放光进行干涉。
如图8所示，所述第一原子系综5由立方原子气室51、射频线圈52、磁屏蔽系统和温控系统55组成；所述磁屏蔽系统由磁屏壁纸53和磁屏蔽筒54组成；所述立方原子气室51充有铷87原子气体和一定量的缓冲惰性气体，在立方原子气室51的通光面镀有激光相应波长的减反膜；立方原子气室51放置于射频线圈52内；射频线圈52的外层用磁屏蔽纸53包裹，并且放置于金属的磁屏蔽筒54内；在磁屏蔽筒54的外层设有采用加热带、保温材料和控温仪器组成的温控系统55对铷原子加热并且精确控温。
如图9所示，所述第二原子系综6由立方原子气室61、磁屏蔽系统和温控系统65组成；所述磁屏蔽系统由磁屏壁纸63和磁屏蔽筒64组成；所述立方原子气室61充有铷87原子气体和一定量的缓冲惰性气体，在立方原子气室61的通光面镀有激光相应波长的减反膜；立方原子气室61的外层用磁屏蔽纸63包裹，并且放置于金属的磁屏蔽筒64内；在磁屏蔽筒64的外层设有采用加热带、保温材料和控温仪器组成的温控系统65对铷原子加热并且精确控温。
如图10所示，所述纠缠测量系统由三套平衡零拍探测系统7-9和可存储数字示波器10组成；利用光学分束器、平衡零拍探测器71、72、81、82和功率减法器73、83对干涉后的斯托克斯光a’S和释放光a’M光脉冲的正交分量进行测量，以用于纠缠交换的反馈信号，并且利用斯托克斯光的模拟光aL4、aL5对其干涉位相差进行锁定；利用光学分束器、平衡零拍探测器91、92和功率减法器93对斯托克斯光aAS的正交分量进行测量，并且利用斯托克斯光的模拟光aL6对其干涉位相差进行锁定；最后通过可存储数字示波器10对反斯托克斯光aAS的量子噪声进行测量、存储和分析。
如图1所示，所述反馈单元11采用具有带通滤波特性的可变增益放大电路，将测量信号中特定频率的信号进行放大，通过选择合适的频率和增益因子，以得到最佳的量子态传输。
Claims (2)
1.一种连续变量量子存储节点之间非经典态的传输装置，其特征在于：包括第一光源单元、第二光源单元、第三光源单元、光束耦合系统、第一、第二原子系综、纠缠测量系统和反馈单元；所述光束耦合系统由六个格兰汤姆森棱镜和一个光学分束器组成，所述纠缠测量系统由三套平衡零拍探测系统和可存储数字示波器组成，所述反馈单元是具有频率过滤的可变增益放大电路；所述第一光源单元设有两个输出端，并且分别和第二、第三光源单元的输入端相连接；所述第二光源单元设有第一泵浦光脉冲信号aP1输出端、写光脉冲信号aW输出端、读光脉冲信号aR输出端、两束本地振荡光信号aL1、aL3输出端和两束模拟光脉冲信号aL4、aL6输出端；所述第三光源单元设有第二泵浦光脉冲信号aP2输出端、探针光脉冲信号a、L5输出端、本地振荡光信号aL2输出端和控制光脉冲信号aC输出端；其中，第一泵浦光脉冲信号aP1输出端与第一原子系综第一输入端连接；竖直偏振的写光脉冲信号aW输出端和水平偏振的第一束模拟光脉冲信号aL6输出端分别连接第一格兰汤姆森棱镜的两个输入端，第一格兰汤姆森棱镜的输出端与第一原子系综的第二输入端连接；竖直偏振的读光脉冲信号aR输出端和水平偏振的第二束模拟光脉冲信号aL4输出端分别连接第二格兰汤姆森棱镜的两个输入端，第二格兰汤姆森棱镜的输出端与第一原子系综的第三输入端连接；第一原子系综的第一、第二输出端分别连接第四、第五格兰汤姆森棱镜的输入端；第二泵浦光脉冲信号aP2输出端与第二原子系综第一输入端连接；竖直偏振的控制光脉冲信号aC输出端和水平偏振的探针光脉冲信号a、L5输出端分别连接第三格兰汤姆森棱镜的两个输入端，第三格兰汤姆森棱镜的输出端与第二原子系综的第二输入端连接；第二原子系综的输出端连接第六格兰汤姆森棱镜的输入端；第四和第六格兰汤姆森棱镜的输出端分别与光学分束器的两个输入端连接，光学分束器的两个输出端分别与第一和第二平衡零拍探测系统的第一输入端连接，第一、第二束本地振荡光信号aL1、aL2输出端分别连接第一、第二平衡零拍探测系统的第二输入端，第一、第二平衡零拍探测系统的输出端通过反馈单元与第一原子系综的射频线圈连接；第五格兰汤姆森棱镜的输出端连接第三平衡零拍探测系统的第一输入端，本地振荡光信号aL3输出端连接第三平衡零拍探测系统的第二输入端，第三平衡零拍探测系统的输出端和可存储数字示波器连接。
2.根据权利要求1所述的连续变量量子存储节点之间非经典态的传输装置，其特征在于：所述第一光源单元，包括低噪声、窄线宽、可调谐的可调谐激光器和单模1x2光纤耦合器；可调谐激光器的输出端与单模1x2光纤耦合器的输入端连接，单模1x2光纤耦合器的输出端分别与第二和第三光源单元输入端连接；所述第二光源单元，包括单模1x7光纤耦合器和七套声光调制器；单模1x7光纤耦合器的输出端分别与七套声光调制器的输入端连接，使七套声光调制器生成第一泵浦光脉冲信号aP1、写光脉冲信号aW、读光脉冲信号aR、两束本地振荡光信号aL1、aL3和两束模拟光脉冲信号aL4、aL6；所述第三光源单元，包括单模1x4光纤耦合器、五套声光调制器和光学参量放大器；单模1x4光纤耦合器的输出端分别与四套声光调制器输入端连接，第二声光调制器光学的输出端和光学参量放大器的输入端连接，光学参量放大器的输出端和第五声光调制器输入端连接，最终生成第二泵浦光脉冲信号aP2、探针光脉冲信号a、L5、本地振荡光信号aL2和控制光脉冲信号aC。
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