[发明专利]一种全光纤的偏振无关上转换单光子探测器

权利要求书

1.一种全光纤偏振无关上转换单光子探测器，其包括泵浦光源、分束单元（11）、波分复用单元（12）、频率上转换单元（13）、光纤合束单元（14）和探测单元（15），其中：

所述分束单元（11）用于使信号光分出第一线偏振光和第二线偏振光，所述第一和第二线偏振光具有不同的偏振方向；

所述泵浦光源用于提供泵浦光，其具有与所述信号光不同的频率；

所述波分复用单元（12）用于使所述第一线偏振光和所述第二线偏振光分别与所述泵浦光合束，以形成第一合束光和第二合束光；

所述频率上转换单元（13）用于使所述第一合束光中的所述第一线偏振光和泵浦光以及所述第二合束光中的所述第二线偏振光和泵浦光分别完成频率上转换，从而形成第一和频光和第二和频光；

所述光纤合束单元（14）用于使所述第一和频光和所述第二和频光进行合束，以形成第三合束光；

所述探测单元（15）用于对所述第三合束光进行单光子探测；以及

所述泵浦光源、所述分束单元（11）、所述波分复用单元（12）、所述频率上转换单元（13）、所述光纤合束单元（14）和所述探测单元（15）之间的光路连接通过光纤实现。

2.如权利要求1所述的单光子探测器，其中，所述分束单元（11）为偏振分束器。

3.如权利要求1所述的单光子探测器，其中，所述波分复用单元（12）包括两个波分复用器。

4.如权利要求1所述的单光子探测器，其中，所述频率上转换单元（13）为双通道周期极化铌酸锂波导。

5.如权利要求1所述的单光子探测器，其中，所述光纤合束单元（14）为多模光纤合束器。

6.如权利要求1所述的单光子探测器，其还包括滤波器（16），用于对所述和频光进行滤波处理。

7.一种全光纤偏振无关上转换单光子探测器，其包括泵浦光源、分束单元（21）、频率上转换模块（23）、光纤合束单元（24）和探测单元（25），其中：

所述分束单元（21）用于使信号光分出第一线偏振光和第二线偏振光，所述第一和第二线偏振光具有不同的偏振方向；

所述泵浦光源用于提供泵浦光，其具有与所述信号光不同的频率；所述频率上转换模块（23）具有四个输入端口和两个输出端口，其中所述四个输入端口分别接收所述第一线偏振光、所述第二线偏振光和两路所述泵浦光，且所述频率上转换模块（23）被设置成使所述第一线偏振光与所述泵浦光的一路完成频率上转换过程以形成第一和频光，以及使所述第二线偏振光与所述泵浦光的另一路完成频率上转换过程以形成第二和频光；

所述光纤合束单元（24）用于使所述第一和频光和所述第二和频光进行合束，以形成合束光；

所述探测单元（25）用于对所述合束光进行单光子探测；以及

所述泵浦光源、所述分束单元（21）、所述频率上转换模块（23）、所述光纤合束单元（24）和所述探测单元（25）之间的光路连接通过光纤实现。

8.如权利要求7所述的单光子探测器，其中，所述频率上转换模块（23）包括模式过滤器、第一锥形波导、方向耦合器、第二锥形波导和双通道周期极化铌酸锂波导。

9.如权利要求8所述的单光子探测器，其中，所述频率上转换模块（23）还包括弯波导。

10.如权利要求7所述的单光子探测器，其中，所述分束单元（21）为偏振分束器。

11.如权利要求7所述的单光子探测器，其中，所述光纤合束单元（24）为多模光纤合束器。

12.如权利要求7所述的单光子探测器，其还包括滤波器（26），用于对所述和频光进行滤波处理。