[发明专利]一种频率片纠缠双光子源

权利要求书

1.一种频率片纠缠双光子源，其特征在于，包括依次连接的泵浦激光源(1)、光放大器(2)、可调光衰减器(3)、光滤波器(4)、偏振控制器(5)和密集波分复用器(6)，其中，所述偏振控制器(5)与所述密集波分复用器(6)的透射端连接；

所述频率片纠缠双光子源还包括第一半波片(8)、第二半波片(10)、空间光偏振分束器(9)、第一光纤准直器(7)、第二光纤准直器(11)、第三光纤准直器(12)、光纤耦合二阶非线性晶体波导(13)和光纤偏振分束器(14)；

所述密集波分复用器(6)的公共端与第一光纤准直器(7)相连接，光纤耦合二阶非线性晶体波导(13)的两端分别与第二光纤准直器(11)和第三光纤准直器(12)相连接，第一光纤准直器(7)和第二光纤准直器(11)之间依次有第一半波片(8)、空间光偏振分束器(9)和第二半波片(10)，第三光纤准直器(12)位于空间光偏振分束器(9)和光纤耦合二阶非线性晶体波导(13)之间，密集波分复用器(6)的反射端与光纤偏振分束器(14)相连接，空间光偏振分束器(9)、第二半波片(10)、第二光纤准直器(11)、第三光纤准直器(12)和光纤耦合二阶非线性晶体波导(13)形成改进Sagnac环结构。

2.根据权利要求1所述的一种频率片纠缠双光子源，其特征在于，所述泵浦激光源(1)为固体激光器、气体激光器、半导体激光器或染料激光器。

3.根据权利要求1所述的一种频率片纠缠双光子源，其特征在于，所述光放大器(2)的工作波长范围为1530nm～1560nm。

4.根据权利要求1所述的一种频率片纠缠双光子源，其特征在于，所述偏振控制器(5)为波片型偏振控制器或光纤偏振控制器。

5.根据权利要求1至4任一项所述的一种频率片纠缠双光子源，其特征在于，所述可调光衰减器(3)为机械式可调光衰减器或基于硅光器件的可调光衰减器。

6.根据权利要求1至4任一项所述的一种频率片纠缠双光子源，其特征在于，所述光滤波器(4)为滤光片、密集波分复用器或硅基微环腔光滤波器。

7.根据权利要求1至4任一项所述的一种频率片纠缠双光子源，其特征在于，所述密集波分复用器(6)为薄膜型密集波分复用器、空间光栅型密集波分复用器、阵列波导光栅型密集波分解用器或光纤光栅型密集波分复用器。

8.根据权利要求1至4任一项所述的一种频率片纠缠双光子源，其特征在于，所述光纤耦合二阶非线性晶体波导(13)的波导材料为周期极化铌酸锂晶体、周期极化磷酸钛氧钾晶体或周期极化偏硼酸钡晶体，所述光纤耦合二阶非线性晶体波导(13)的波导结构为脊波导或质子交换波导。

9.一种产生频率片纠缠光子对的方法，其特征在于，基于权利要求1-8任一项所述的一种频率片纠缠双光子源实现，包括以下步骤：通过所述偏振分束器(9)分光实现改进Sagnac环结构中所述光纤耦合二阶非线性晶体波导(13)的双向泵浦，所述光纤耦合二阶非线性晶体波导(13)中的二次谐波产生过程和自发参量下转换过程，在相互垂直的两个偏振方向上产生关联光子对，关联光子对从改进Sagnac环结构中输出后在所述第一半波片(8)上发生量子干涉，所述关联光子对再经过所述光纤偏振分束器(14)后产生频率片纠缠光子对。