JP4354891B2 - Optical resonator - Google Patents

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本発明は、光ファイバと結合している光共振器に関する。   The present invention relates to an optical resonator coupled to an optical fiber.

近年、光共振器を用いた量子計算の方法がいくつか提案されている。量子計算において、計算結果の読み出しは光共振器から出てくる共振器モードの光の検出によって行う。量子計算に使う光共振器に光ファイバ、特に、シングルモード光ファイバを結合して、このシングルモード光ファイバを通して共振器モードの光を検出すれば、計算結果の読み出しを低雑音・高効率で行える。   In recent years, several quantum calculation methods using an optical resonator have been proposed. In the quantum calculation, the calculation result is read out by detecting the light in the resonator mode that comes out of the optical resonator. If an optical fiber, especially a single mode optical fiber, is coupled to an optical resonator used for quantum computation, and the light in the resonator mode is detected through this single mode optical fiber, the calculation result can be read out with low noise and high efficiency. .

このように光共振器とシングルモード光ファイバを結合した構造は、近年の光通信の普及に伴い提案されている。例えば、半導体レーザに用いられている共振器とその出力の伝送に用いるシングルモード光ファイバを高効率で結合するために、共振器を構成する２つのミラーのうち１つをシングルモード光ファイバの端面や内部に設置した構造が提案されている（特許文献１参照）。   Such a structure in which an optical resonator and a single mode optical fiber are combined has been proposed with the recent spread of optical communication. For example, in order to couple a resonator used in a semiconductor laser and a single mode optical fiber used for transmission of its output with high efficiency, one of two mirrors constituting the resonator is connected to the end face of the single mode optical fiber. In addition, a structure installed inside is proposed (see Patent Document 1).

この構造では、共振器の２つのミラーはともに平面状であり、その上シングルモード光ファイバに結合するために共振器モードの径が非常に小さいので、その共振器長は非常に短かい。そのため、共振器寿命を長くすることは難しく、また、外部から共振器内に光を照射することが困難なため、外部から共振器内へ光照射が必要な量子計算には適さない。   In this structure, the two mirrors of the resonator are both planar, and since the diameter of the resonator mode is very small for coupling to the single mode optical fiber, the resonator length is very short. For this reason, it is difficult to extend the lifetime of the resonator, and it is difficult to irradiate light into the resonator from the outside. Therefore, it is not suitable for quantum computation that requires light irradiation from the outside into the resonator.

その他の共振器−ファイバ一体型の構造としては、共振器がファイバ内部に設置された構造がある。この場合は、共振器寿命を長くすることは容易だが、外部から共振器内に共振周波数に近い周波数の光を照射することは困難なので、やはり上記の量子計算に利用する場合などには適さない。
例えば、共振器を構成する２つのミラーのうち１つをシングルモード光ファイバの端面や内部に設置した光共振器は、共振器寿命が短く、外部から共振器内へ光照射が困難なため、量子計算には適さなかった。また、ファイバ内部に設置された光共振器では、共振器寿命を長くすることは容易だが、外部から共振器内に共振周波数に近い周波数の光を照射することは困難なので、やはり量子計算に適さない。
As another resonator-fiber integrated structure, there is a structure in which a resonator is installed inside a fiber. In this case, although it is easy to extend the lifetime of the resonator, it is difficult to irradiate light with a frequency close to the resonance frequency into the resonator from the outside, so it is not suitable for use in the above quantum calculation. .
For example, an optical resonator in which one of two mirrors constituting the resonator is installed on the end face or inside of a single mode optical fiber has a short resonator life, and it is difficult to irradiate light into the resonator from the outside. It was not suitable for quantum computation. In addition, it is easy to extend the lifetime of an optical resonator installed inside the fiber, but it is difficult to irradiate light with a frequency close to the resonance frequency into the resonator from the outside, so it is still suitable for quantum computation. Absent.

上記問題点に鑑み、光共振器の外部から共振器内に光を照射しやすい光共振器の提供が待たれている。
 In view of the above problems, providing easy-optical resonator irradiates light to the resonator from the outside of the optical resonator is awaited.

本発明は、球面ミラーと、前記球面ミラーとともに光共振器を構成し、前記光共振器の共振器モードのモード径が最も小さくなるウエスト位置に設置された平面ミラーと、前記平面ミラーを介して前記光共振器と結合するシングルモード光ファイバとを備えた量子計算の方法に使用する光共振器において、前記平面ミラーの共振器内表面上に設けられ、希土類イオンをドープした結晶を用いた固体材料を具備し、前記固体材料に含まれる希土類イオンと前記共振器モードとが結合を有することを特徴とする光共振器を提供する。
The present invention comprises a spherical mirror, a plane mirror that constitutes an optical resonator together with the spherical mirror, and is disposed at a waist position where the mode diameter of the resonator mode of the optical resonator is minimized, and the plane mirror An optical resonator for use in a quantum computation method comprising a single mode optical fiber coupled to the optical resonator, wherein the solid resonator is formed on a resonator inner surface of the plane mirror and uses a crystal doped with rare earth ions There is provided an optical resonator comprising a material, wherein the rare earth ions contained in the solid material and the resonator mode have a coupling .

シングルモード光ファイバを通して共振器モードの光を低雑音・高効率で取り出せ、かつ、共振器寿命を長くでき、外部から共振器内に光を照射しやすい等の効果がある。   Resonator mode light can be extracted with low noise and high efficiency through a single mode optical fiber, and the lifetime of the resonator can be extended, and light can be easily irradiated into the resonator from the outside.

以下、図面を参照しながら本発明を実施するための形態について詳しく説明する。尚、実施の形態や実施例を通して共通する構成には同一の符号を付すものとし、重複する説明は省略する。また、参照する各図は発明の説明とその理解を促すための模式図であり、図面表示の便宜上、形状や寸法、比等は実際の装置と異なる個所があるが、これらは以下の説明と公知の技術を参酌して適宜、設計変更することができる。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol shall be attached | subjected to the structure which is common throughout embodiment and an Example, and the overlapping description is abbreviate | omitted. Each drawing to be referred to is a schematic diagram for promoting explanation and understanding of the invention. For convenience of drawing display, there are places where shapes, dimensions, ratios, and the like are different from the actual apparatus. The design can be changed as appropriate in consideration of known techniques.

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る光共振器1の共振器長方向の断面模式図である。光共振器1は平面ミラー10と球面ミラー11とから構成される。この共振器1の共振器モード12は平面ミラー10上にウエスト（共振器の最も幅の狭い位置を指す）を持つように位置調節されている。この際に、ウエストの径を後述するシングルモード光ファイバ2のモードフィールド径に略一致させることで、平面ミラー10からの共振器出力を直接シングルモード光ファイバ2に結合させることができる。 (First embodiment)
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view in the resonator length direction of an optical resonator 1 according to the first embodiment of the present invention. The optical resonator 1 includes a plane mirror 10 and a spherical mirror 11. The resonator mode 12 of the resonator 1 is adjusted in position so as to have a waist (pointing to the narrowest position of the resonator) on the plane mirror 10. At this time, the resonator output from the plane mirror 10 can be directly coupled to the single mode optical fiber 2 by making the waist diameter substantially coincide with the mode field diameter of the single mode optical fiber 2 described later.

シングルモード光ファイバ2のモードフィールド径は通常数μmなので、それに対応して共振器モードのウエストの径も数μmと非常に小さくする必要がある。従来のように共振器のミラー対がすべて平面形状である場合には、ファイバ共振器を用いない限り共振器長を非常に短くしなければ安定な共振器にならなかった。しかし、ファイバ共振器を用いた場合、外部から共振器内に光を照射することが困難である。   Since the mode field diameter of the single mode optical fiber 2 is usually several μm, it is necessary to correspondingly reduce the waist diameter of the resonator mode to several μm. When all the mirror pairs of the resonator have a planar shape as in the prior art, a stable resonator cannot be obtained unless the resonator length is very short unless a fiber resonator is used. However, when a fiber resonator is used, it is difficult to irradiate light into the resonator from the outside.

本実施の形態に係る共振器1は、平面ミラー10だけでなく球面ミラー11を用いて構成される。その結果、シングルモード光ファイバ2に直接結合するほど小さなウエストを持ちながら、共振器寿命を長くでき、かつ、外部からの光を共振器内に照射しやすい、といった特長を有する。   The resonator 1 according to the present embodiment is configured using not only the plane mirror 10 but also the spherical mirror 11. As a result, while having a waist that is small enough to be directly coupled to the single mode optical fiber 2, the resonator life can be extended, and light from the outside can be easily irradiated into the resonator.

シングルモード光ファイバ2は中心軸を通るコア20とコア20を包むクラッド21から構成
される。シングルモード光ファイバ2の一端は平面ミラー10の直後（平面ミラー10の球面
ミラー11に対向する側と反対側）に設置される。シングルモード光ファイバ2として、モ
ードフィールド径を比較的大きくできるフォトニック結晶ファイバを用いてもよい。
The single mode optical fiber 2 includes a core 20 that passes through the central axis and a clad 21 that encloses the core 20. One end of the single mode optical fiber 2 is installed immediately after the plane mirror 10 (on the side opposite to the side facing the spherical mirror 11 of the plane mirror 10). As the single mode optical fiber 2, a photonic crystal fiber capable of relatively increasing the mode field diameter may be used.

シングルモード光ファイバ2は、図１のように平面ミラー10の直後に置くだけでもよいし、図２の断面模式図に示すように平面ミラー10に接着させてもよい。このように共振器のミラーとファイバを一体化することで、両者を離間して設けた構造における外部からの雑音の混入を回避することができる。   The single mode optical fiber 2 may be placed just after the plane mirror 10 as shown in FIG. 1, or may be adhered to the plane mirror 10 as shown in the schematic cross-sectional view of FIG. By integrating the resonator mirror and the fiber in this way, it is possible to avoid mixing noise from the outside in a structure in which both are provided apart from each other.

また、図３の断面模式図に示すように平面ミラー10はシングルモード光ファイバ2の端面を加工することによって形成してもよい。このように平面ミラー10とシングルモード光ファイバの間に隙間を作らないことにより、外部からの雑音がファイバ内に混入することを避けることができる。   Further, as shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 3, the plane mirror 10 may be formed by processing the end face of the single mode optical fiber 2. Thus, by not creating a gap between the flat mirror 10 and the single mode optical fiber, it is possible to avoid external noise from entering the fiber.

球面ミラー11の曲率半径は、要請される共振器長をもとに、共振器モード12のウエストの径がシングルモード光ファイバのモードフィールド径に一致するように設計される。   The radius of curvature of the spherical mirror 11 is designed so that the waist diameter of the resonator mode 12 matches the mode field diameter of the single mode optical fiber based on the required resonator length.

また、平面ミラー10の反射率を球面ミラー11の反射率に比べ十分小さくすると、共振器1から出てくる共振器モード12の光のほとんどすべてを平面ミラー10の側に取り出すことができるので、共振器から出てくる共振器モードの光のほとんどすべてをシングルモード光ファイバ2によって外部へ伝送できる。特に、シングルモード光ファイバ2を光検出器に接続すれば、共振器1から出てくる共振器モードの光のほとんどすべてを低雑音・高効率で検出できる。   Also, if the reflectivity of the plane mirror 10 is sufficiently smaller than the reflectivity of the spherical mirror 11, almost all of the light in the resonator mode 12 coming out of the resonator 1 can be extracted to the plane mirror 10 side, Nearly all of the light in the resonator mode emerging from the resonator can be transmitted to the outside by the single mode optical fiber 2. In particular, if the single mode optical fiber 2 is connected to a photodetector, almost all of the resonator mode light emitted from the resonator 1 can be detected with low noise and high efficiency.

また、図４の断面模式図に示すように、薄膜状の固体材料13を平面ミラー10の球面ミラ
ー11に対向する表面に一様に設置してもよい。平面ミラー10上で共振器モード12は非常に小さな断面積を持たせることができるので、固体材料13と共振器モード12の結合は比較的強い。また、共振器長が長いので、外部から固体材料に光を照射することが比較的容易にできる。従って、図４の断面構造は、光共振器を用いた量子計算を固体材料で実現するのに適している。固体材料13表面における反射によるロスを避けるために、固体材料表面には反射防止コーティングを施すことが好ましい。反射防止コーティングは、用いる光に対して反射率の低い材料で構成する。また、平面ミラー10は、固体材料の球面ミラー11と反対側の表面に形成した高反射コーティングにより代替することも可能である。 Further, as shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 4, the thin film solid material 13 may be uniformly placed on the surface of the flat mirror 10 facing the spherical mirror 11. Since the resonator mode 12 can have a very small cross-sectional area on the plane mirror 10, the coupling between the solid material 13 and the resonator mode 12 is relatively strong. Further, since the resonator length is long, it is relatively easy to irradiate the solid material with light from the outside. Therefore, the cross-sectional structure of FIG. 4 is suitable for realizing quantum computation using an optical resonator with a solid material. In order to avoid loss due to reflection on the surface of the solid material 13, it is preferable to apply an antireflection coating to the surface of the solid material. The antireflection coating is made of a material having a low reflectance with respect to the light used. Further, the flat mirror 10 can be replaced by a highly reflective coating formed on the surface opposite to the spherical mirror 11 made of a solid material.

また、図５の断面模式図のように、共振器1内部の固体材料13の存在しない領域を透明な媒体14で満たすこともできる。この構造では、透明媒体14の屈折率が固体材料に十分近いように固体材料13を選べば、固体材料表面における反射ロスを避けることができる。球面ミラー11は、透明な媒体14の表面に形成した高反射コーティングにより代替することも可能である。   Further, as shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 5, a region where the solid material 13 does not exist inside the resonator 1 can be filled with a transparent medium 14. In this structure, if the solid material 13 is selected so that the refractive index of the transparent medium 14 is sufficiently close to that of the solid material, reflection loss on the surface of the solid material can be avoided. The spherical mirror 11 can be replaced by a highly reflective coating formed on the surface of the transparent medium 14.

以下、本発明の実施例を説明する。   Examples of the present invention will be described below.

（実施例１）
シングルモード光ファイバ2に直接結合する光共振器の具体例を説明する。 (Example 1)
A specific example of an optical resonator that is directly coupled to the single mode optical fiber 2 will be described.

光源として波長約606nmのリング色素レーザを用いる。シングルモード光ファイバとしては、カットオフ波長約500nm、モードフィールド径約4μmのものを用いる。要請される共振器長は約5mmとする。共振器は、Y2SiO5（YSO）結晶15（波長606nmの光に対して透明）を加工して作成される。平面ミラー10と球面ミラー11はともに高反射コーティングが施されている。反射率はともに99%とした。 A ring dye laser having a wavelength of about 606 nm is used as a light source. A single mode optical fiber having a cutoff wavelength of about 500 nm and a mode field diameter of about 4 μm is used. The required resonator length is about 5 mm. The resonator is formed by processing a Y 2 SiO 5 (YSO) crystal 15 (transparent to light having a wavelength of 606 nm). Both the plane mirror 10 and the spherical mirror 11 are coated with high reflection. Both reflectivities were 99%.

本実施例の場合、平面ミラー上における共振器モードの径と曲率は約4μmと無限大に、球面ミラーにおける共振器モードの径と曲率半径は531μmと5.000284mmとなる。そこで、共振器長5.00000mm、球面ミラーの曲率半径5.00028mmの、図６に示した形状の共振器を、YSO結晶15を加工して作成し、共振器モードと結合するように上記のシングルモード光ファイバ2を平面ミラー10に接着した。   In the present embodiment, the diameter and curvature of the resonator mode on the plane mirror are infinitely about 4 μm, and the diameter and curvature radius of the resonator mode on the spherical mirror are 531 μm and 5.000284 mm. Therefore, a resonator having a resonator length of 5.00000 mm and a spherical mirror having a radius of curvature of 5.00028 mm and having the shape shown in FIG. 6 is fabricated by processing the YSO crystal 15 and coupled with the resonator mode. The optical fiber 2 was bonded to the flat mirror 10.

シングルモード光ファイバ2に光を入射して、その光の周波数を挿引しながら共振器からの透過光強度を測定したところ、そのシグナルは共振器と入射光が高い効率で結合していることを示した。   When light is incident on the single-mode optical fiber 2 and the transmitted light intensity from the resonator is measured while inserting the frequency of the light, the signal indicates that the resonator and the incident light are coupled with high efficiency. showed that.

（実施例２）
図７に示したような、実施例１の共振器内の平面ミラー19側のYSO結晶5μmをPr3+イオンが0.001%ドープされたYSO結晶（Pr:YSO結晶）16で置き換えた共振器を作成した。本実施例では、平面ミラー10の反射率を99.99%、球面ミラー11の反射率を99.999%とした。また、図７に示したように、シングルモード光ファイバをフォトンカウンタ22に接続した。平面ミラー10の反射率が球面ミラー11の反射率よりも低いので、共振器から出てくる共振器モードの光はほとんど平面ミラー10の裏面側から出てきてファイバを通してフォトンカウンタ22へと伝送される。 (Example 2)
As shown in FIG. 7, a resonator in which 5 μm of the YSO crystal on the side of the plane mirror 19 in the resonator of the first embodiment is replaced with a YSO crystal (Pr: YSO crystal) 16 doped with 0.001% Pr 3+ ions. Created. In this embodiment, the reflectance of the plane mirror 10 is 99.99%, and the reflectance of the spherical mirror 11 is 99.999%. Further, as shown in FIG. 7, a single mode optical fiber was connected to the photon counter 22. Since the reflectivity of the plane mirror 10 is lower than that of the spherical mirror 11, most of the resonator mode light coming out of the resonator comes out from the back side of the plane mirror 10 and is transmitted to the photon counter 22 through the fiber. The

図８に示したように、共振器モードとPr:YSO結晶16が交わる位置に、まず共振器の共振周波数の光17を外部からしばらく照射して（共振器モードの光をPr3+イオンが吸収しないようにするため）、その照射を終了した直後に同じようにして今度は共振器の共振周波数から17.3MHz離れた周波数の光17を外部から徐々に強度が強くなるように照射していった。Pr3+イオンの下準位のエネルギー差が17.3MHzなので、外部光17の周波数をこのように選んだ。実験は液体ヘリウムを用いて温度4Kの環境下で行った。このとき共振器の共振周波数から17.3MHz離れた周波数の光の強度が強くなっていくにつれて、フォトンカウンタのカウント数が増えていった。外部光17はシングルモード光ファイバに対して斜めに入射しているために、このカウントは外部光17を検出したものではない。これは、共振器モードとPr3+イオンが強く結合しているところに外部光17が徐々に強度が強くなるように照射されたことで共振器モードの光子が生成され、それがシングルモード光ファイバを通してフォトンカウンタ22へと伝送されて検出された結果である。このようにして生成される光子の総数は多くとも外部光17を吸収するPr3+イオンの数ほどしかないので、こうして得られた共振器からの出力は非常に微弱である。このように、本発明の共振器を用いると、共振器内で生成された微弱な共振器モードの光を低雑音・高効率で検出することができる。 As shown in FIG. 8, at the position where the resonator mode and the Pr: YSO crystal 16 intersect, first, the light 17 having the resonance frequency of the resonator is irradiated from the outside for a while (the light in the resonator mode is irradiated with Pr 3+ ions). In order to prevent absorption, light 17 having a frequency of 17.3 MHz away from the resonance frequency of the resonator is irradiated from the outside so that the intensity gradually increases. It was. Since the lower level energy difference of Pr 3+ ions is 17.3 MHz, the frequency of the external light 17 was selected in this way. The experiment was performed in a 4K temperature environment using liquid helium. At this time, as the intensity of light having a frequency 17.3 MHz away from the resonance frequency of the resonator increased, the count number of the photon counter increased. Since the external light 17 is obliquely incident on the single mode optical fiber, this count does not detect the external light 17. This is because the resonator mode and Pr 3+ ions are strongly coupled to the external light 17 so that the intensity is gradually increased, so that a resonator mode photon is generated. This is the result of transmission through the fiber to the photon counter 22 and detection. Since the total number of photons generated in this way is at most as many as the number of Pr 3+ ions that absorb external light 17, the output from the resonator thus obtained is very weak. As described above, when the resonator according to the present invention is used, weak resonator mode light generated in the resonator can be detected with low noise and high efficiency.

（実施例３）
実施例２の構造の場合、外部光17は共振器モード12に対して斜めから入射しなければならず、共振器モード12と外部光17のオーバーラップは完全ではない。そこで、図９のように、偏光ビームスプリッタ18を共振器内部に挿入すると、外部光17を平面ミラー10に対し垂直に入射でき、共振器モード12と外部光17を完全にオーバーラップさせることができる。ここで、外部光17の偏光は偏光ビームスプリッタ（図示せず）を透過するように選択され、共振器モードの光の偏光は外部光17の偏光に対し垂直とする。 (Example 3)
In the case of the structure of the second embodiment, the external light 17 must be incident on the resonator mode 12 at an angle, and the overlap between the resonator mode 12 and the external light 17 is not perfect. Therefore, as shown in FIG. 9, when the polarization beam splitter 18 is inserted into the resonator, the external light 17 can be incident perpendicularly to the plane mirror 10, and the resonator mode 12 and the external light 17 can be completely overlapped. it can. Here, the polarization of the external light 17 is selected so as to pass through a polarization beam splitter (not shown), and the polarization of the light in the resonator mode is perpendicular to the polarization of the external light 17.

本実施例の場合、外部光17の一部が平面ミラーを透過してシングルモード光ファイバ内に混入するが、それはフォトンカウンタ22の前に偏光子23を挿入することで除くことができる。このようにすると、ファイバ内に混入した外部光17の一部はすべて偏光子23を通れずに除かれ、共振器モードの光だけが偏光子23を透過してフォトンカウンタ22によって検出される。偏光子の代わりに偏光ビームスプリッタを用いてもよい。   In the present embodiment, a part of the external light 17 passes through the plane mirror and enters the single mode optical fiber, but this can be removed by inserting a polarizer 23 before the photon counter 22. In this way, a part of the external light 17 mixed in the fiber is removed without passing through the polarizer 23, and only the light in the resonator mode passes through the polarizer 23 and is detected by the photon counter 22. A polarizing beam splitter may be used instead of the polarizer.

本発明の実施形態に係る光共振器の共振器長方向の断面模式図。The cross-sectional schematic diagram of the resonator length direction of the optical resonator which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るシングルモード光ファイバが平面ミラーに接着された様子を示す共振器長方向の断面模式図。The cross-sectional schematic diagram of a resonator length direction which shows a mode that the single mode optical fiber which concerns on embodiment of this invention was adhere | attached on the plane mirror. 本発明の実施の形態に係る平面ミラーがシングルモード光ファイバの端面上に設置された様子を示す共振器長方向の断面模式図。The cross-sectional schematic diagram of the resonator length direction which shows a mode that the plane mirror which concerns on embodiment of this invention was installed on the end surface of a single mode optical fiber. 本発明の実施の形態に係る共振器内部の平面ミラー上に固体材料が設置された様子を示す共振器長方向の断面模式図。The cross-sectional schematic diagram of the resonator length direction which shows a mode that the solid material was installed on the plane mirror inside the resonator which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る共振器内部の固体材料以外の部分を透明な媒体で満たした様子を示す共振器長方向の断面模式図。The cross-sectional schematic diagram of the resonator length direction which shows a mode that parts other than the solid material inside the resonator which concerns on embodiment of this invention were satisfy | filled with the transparent medium. 本発明の実施例１における光共振器を示す共振器長方向の断面模式図。1 is a schematic cross-sectional view in the resonator length direction showing an optical resonator according to a first embodiment of the present invention. 本発明の実施例２における光共振器を示す共振器長方向の断面模式図。Sectional schematic drawing of the resonator length direction showing the optical resonator in Example 2 of the present invention. 本発明の実施例２において外部光を共振器内に照射する様子を表す共振器長方向の断面模式図。The cross-sectional schematic diagram of the resonator length direction showing a mode that external light is irradiated in a resonator in Example 2 of this invention. 本発明の実施例３における光共振器を示す共振器長方向の断面模式図。Sectional schematic drawing of the resonator length direction showing the optical resonator in Example 3 of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

10…平面ミラー、11…球面ミラー、12…共振器モード、13…固体材料、14…透明媒体、15…Y2SiO5結晶、16…Pr3+:Y2SiO5結晶、17…外部光、18…偏光ビームスプリッタ、20…シングルモード光ファイバのコア、21…シングルモード光ファイバのクラッド、22…フォトンカウンタ、23…偏光子 10 ... plane mirror, 11 ... spherical mirror, 12 ... cavity mode 13 ... solid material, 14 ... transparent medium, 15 ... Y 2 SiO 5 crystal, 16 ... Pr 3+: Y 2 SiO 5 crystal, 17 ... external light , 18 ... Polarizing beam splitter, 20 ... Single mode optical fiber core, 21 ... Single mode optical fiber cladding, 22 ... Photon counter, 23 ... Polarizer

Claims (2)

球面ミラーと、
前記球面ミラーとともに光共振器を構成し、前記光共振器の共振器モードのモード径が最も小さくなるウエスト位置に設置された平面ミラーと、
前記平面ミラーを介して前記光共振器と結合するシングルモード光ファイバとを備えた量子計算の方法に使用する光共振器において、
前記平面ミラーの共振器内表面上に設けられ、希土類イオンをドープした結晶を用いた固体材料を具備し、
前記固体材料に含まれる希土類イオンと前記共振器モードとが結合を有することを特徴とする光共振器。 A spherical mirror,
An optical resonator is configured with the spherical mirror, and a plane mirror installed at a waist position where the mode diameter of the resonator mode of the optical resonator is minimized,
In an optical resonator for use in a quantum computation method comprising a single mode optical fiber coupled to the optical resonator via the plane mirror,
Provided on the resonator inner surface of the plane mirror, comprising a solid material using a crystal doped with rare earth ions ,
An optical resonator, wherein a rare earth ion contained in the solid material and the resonator mode have a coupling . 前記固体材料は、Ｐｒ３＋イオンがドープされたＹＳＯ結晶を用いて作成され、前記固体材料に含まれるＰｒ３＋イオンと前記共振器モードとが結合を有することを特徴とする請求項１記載の光共振器。 2. The optical resonator according to claim 1 , wherein the solid material is made using a YSO crystal doped with Pr3 + ions, and the Pr3 + ions contained in the solid material and the resonator mode have a coupling . .
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