一种利用周期极化铌酸锂薄膜波导的非简并极化纠缠源系统及其工作方法技术方案

本发明专利技术涉及一种利用周期极化铌酸锂薄膜波导的非简并极化纠缠源系统及其工作方法，包括激光器、第一半波片、二色向镜、第一探测器、第二探测器、极化分束器、第二半波片、第一反射镜、第二反射镜、周期极化铌酸锂波导；本发明专利技术只用一块周期极化晶体就可以得到我们所需要的纠缠源结构，当激光通过一个极化分束器分成两个可能的路径后从相对方向通过周期极化光波导,泵浦光在两个路径中各产生一对纠缠光子对。本发明专利技术装置结构紧凑，干涉仪部分所用光学器件都可以制作在一个集成光路中，为纠缠源的集成化与规模化生产奠定了基础。

A Nondegenerate Polarized Entanglement Source System Using Periodically Polarized Lithium Niobate Thin Film Waveguide and Its Working Method

【技术实现步骤摘要】
一种利用周期极化铌酸锂薄膜波导的非简并极化纠缠源系统及其工作方法
本专利技术涉及一种利用周期极化铌酸锂薄膜波导的非简并极化纠缠源系统及其工作方法，属于量子信息

技术介绍
量子力学中，当几个粒子在彼此相互作用后，由于各个粒子所拥有的特性已整合成为整体性质，无法单独描述各个粒子的性质，只能描述整体系统的性质，则称这现象为量子纠缠。许多量子技术研究方案中的一个重要组成部分是高质量的单光子或纠缠光子对源。目前，实验中使用较多的纠缠源为使用type-II型BBO晶体产生频率下转换光的极化纠缠源，根据不同的泵浦光波长及收集角度计算相应的相位匹配角，但是，其最大的缺点为自发下转换效率较低。后来，随着非线性晶体周期极化技术的成熟，科研人员研制出了周期极化铌酸锂(PPLN)和周期极化磷酸钛氧钾(PPKTP)，紧接着出现了使用两块周期极化晶体的马赫-曾德尔干涉仪结构的极化纠缠源。虽然纠缠光子对的产生效率得到显著提升，但是，由于上述极化纠缠源使用的非线性晶体都为体材料，整个纠缠源装置体积较大，不利于装置的紧凑化设计。且马赫-曾德尔干涉仪结构的极化纠缠源要使用两块周期极化二阶非线性晶体，所需仪器费本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用周期极化铌酸锂薄膜波导的非简并极化纠缠源系统，其特征在于，包括激光器、第一半波片、二色向镜、第一探测器、第二探测器、极化分束器、第二半波片、第一反射镜、第二反射镜、周期极化铌酸锂波导；所述激光器、第一半波片、二色向镜、极化分束器、第二半波片、第二反射镜依次沿光路设置；所述二色向镜连接所述第一探测器；所述极化分束器连接所述第二探测器；所述极化分束器、第二半波片、第二反射镜、周期极化铌酸锂波导、第一反射镜依次首尾连接；所述激光器用于产生波长为532nm激光，入射至所述周期极化铌酸锂波导；所述第一半波片用于将激光的水平极化状态变为水平极化与竖直极化叠加的状态；所述二色向镜用于分离激光与产...

【技术特征摘要】
1.一种利用周期极化铌酸锂薄膜波导的非简并极化纠缠源系统，其特征在于，包括激光器、第一半波片、二色向镜、第一探测器、第二探测器、极化分束器、第二半波片、第一反射镜、第二反射镜、周期极化铌酸锂波导；所述激光器、第一半波片、二色向镜、极化分束器、第二半波片、第二反射镜依次沿光路设置；所述二色向镜连接所述第一探测器；所述极化分束器连接所述第二探测器；所述极化分束器、第二半波片、第二反射镜、周期极化铌酸锂波导、第一反射镜依次首尾连接；所述激光器用于产生波长为532nm激光，入射至所述周期极化铌酸锂波导；所述第一半波片用于将激光的水平极化状态变为水平极化与竖直极化叠加的状态；所述二色向镜用于分离激光与产生的下转换光；所述第一探测器、第二探测器用于探测产生的下转换光的信号；所述极化分束器用于将在同一光路上的不同极化方向的光分开；所述第二半波片用于将竖直极化的光变为水平极化的光；所述第一反射镜、第二反射镜用于改变光传播的方向；所述周期极化铌酸锂波导用于产生下转换光。2.根据权利要求1所述的一种利用周期极化铌酸锂薄膜波导的非简并极化纠缠源系统，其特征在于，所述周期极化铌酸锂波导是在商用的离子切片制备的x切的晶圆上制作的，制备方法如下：A、在厚度为10-30μm的二氧化硅层上生长一层厚度为100nm-1μm的铌酸锂薄膜；B、在铌酸锂薄膜表面沉积一层厚度为400-800nm的铬层；c、在铬层上涂一层光刻胶层，做出所需要样品的形状；D、去除多余的铬层；E、将步骤D处理后的样品放入水中；F、聚焦激光能量G、去除铬层以外的铌酸锂薄膜；H、将样品放入铬刻蚀溶液中8-15min，去除剩余的铬层，再抛光，使周期极化铌酸锂波导表面区域光滑，即得。3.根据权利要求2所述的一种利用周期极化铌酸锂薄膜波导的非简并极化纠缠源系统，其特征在于，所述步骤A中，在厚度为20μm的二氧化硅层上生长一层厚度为400nm的铌酸锂薄膜；所述步骤B中，在铌酸锂薄膜表面沉积一层厚度为600nm的铬层。4.根据权利要求2所述的一种利用周期极化铌酸锂薄膜波导的非简并极化纠缠源系统，其特征在于，所述步骤F中，将样品放于一个精度为7nm的XY轴的压电平台，将物镜放于一个精度100nm的z轴的压电平台，物镜的数值孔径NA＝0.7，物镜的放大倍数为100倍，使用该物镜产生一个800nm-2μm的激光光斑。5.根据权利要求2所述的一种利用周期极化铌酸锂薄膜波导的非简并极化纠缠源系统，其特征在于，所述步骤F中，使用物镜产生一个1μm的激光光斑。6.根据权利要求2所述的一种利用周期极化铌酸锂薄膜波导的非简并极化纠缠源系统，其特征在于，所述步骤G中，将天鹅绒抛光布铺在抛光盘上，在上面倒入硅胶悬浮液直至天鹅绒抛光布不再吸收，将样品放在载样盘上，所要抛光面朝天鹅绒抛光布放置，研磨8-15min，去除铬层以外的铌酸锂薄...

【专利技术属性】
技术研发人员：逯鹤，陈思齐，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东,37