一种基于单根单极化周期铌酸锂薄膜波导的偏振纠缠态产生装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于单根单极化周期铌酸锂薄膜波导的偏振纠缠态产生装置，包括依序排列的泵浦光源模块、纠缠光子对产生模块和光子对探测模块；本发明专利技术通过计算铌酸锂薄膜直波导的波导色散，选择合适的波导结构参数，使得在单极化周期下的单根波导能够同时补偿两种偏振方向上的下转换相位失配，产生偏振纠缠光子对，提供了一种简单紧凑、易于制备的偏振纠缠光源，本发明专利技术利用了铌酸锂晶体的几个突出特点——优良的二阶非线性效应、高效的准相位匹配技术、具有光场强约束效果和高非线性转化效率的薄膜波导结构、成熟的制备和加工工艺以及灵活的波导光路设计，提供了一种稳定、可集成的芯片化偏振纠缠光源。的芯片化偏振纠缠光源。的芯片化偏振纠缠光源。

【技术实现步骤摘要】
一种基于单根单极化周期铌酸锂薄膜波导的偏振纠缠态产生装置


[0001]本专利技术属于非线性光学、量子光学和量子信息领域，涉及一种基于单根单极化周期铌酸锂薄膜波导的偏振纠缠态产生装置。

技术介绍

[0002]纠缠光子对是许多量子光学实验的核心，应用于量子通信、量子计算、量子成像和量子传感等重要领域，同时也用于测试量子力学中的基本物理定律，如贝尔不等式、量子隐形传态等。目前利用二阶非线性晶体的自发参量下转换过程(Spontaneous Parametric Down Conversion,SPDC)是制备纠缠光源最为成熟、广泛的一种方式，高频的泵浦光子以某一概率自发地在非线性晶体中湮灭，并在满足动量守恒与能量守恒的条件下分裂出两个低频的下转换光子，分别称为信号光子和闲频光子。生成的两个光子在经过一些特殊的处理或选择后才能形成纠缠态，产生自旋、偏振等自由度的纠缠。
[0003]能够实现自发参量下转换的非线性晶体需要是非对称晶体，即存在不为零的χ
(2)
，常用的晶体包括偏硼酸钡(β
‑
BaB2O4，BBO)、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于单根单极化周期铌酸锂薄膜波导的偏振纠缠态产生装置，其特征在于，包括依序排列的泵浦光源模块(1)、纠缠光子对产生模块(2)和光子对探测模块(3)，其中：所述泵浦光源模块(1)用于产生具有一定偏振角的线偏振泵浦光，包括产生泵浦光的单频连续/脉冲激光器(11)，以及其后用于控制泵浦光强度的可调光衰减器(12)和控制泵浦光偏振角度的偏振控制器(13)；所述纠缠光子对产生模块(2)包含经过色散调控的单根单极化周期铌酸锂薄膜波导，用于使所述泵浦光发生前向传输的自发参量下转换过程以产生偏振纠缠光子对，所述偏振纠缠光子对包含同向传输的信号光子与闲频光子；所述光子对探测模块(3)用于分离和探测所述偏振纠缠光子对，包括置于所述铌酸锂薄膜波导的输出端，用于将信号光子与闲频光子分离两路的半透半反镜/二向色镜(31)、信号光子光路上的第一带通滤波器(32)和第一单光子探测器(33)、闲频光子光路上的第二带通滤波器(34)和第二单光子探测器(35)、与第一单光子探测器(33)和第二单光子探测器(35)光路相连的符合计数器(36)；纠缠光子对经过分离后，所述信号光子将输入到第一带通滤波器(32)中滤去剩余的泵浦光和杂散光，并由第一单光子探测器(33)探测；所述闲频光子将输入到第二带通滤波器(34)中滤去剩余的泵浦光和杂散光，并由第二单光子探测器(35)探测；最终由符合计数器(36)进行对第一单光子探测器(33)和第二单光子探测器(35)的探测结...

【专利技术属性】
技术研发人员：方伟，张欣悦，王抒皓，童利民，
申请(专利权)人：浙江大学嘉兴研究院，
类型：发明
国别省市：