[發明專利]基于LBO晶體的多波長宣布式單光子源產生系統及方法

有效

• 申請號: 201710879382.3
• 申請日: 2017-09-26
• 公開（公告）號: CN107608159B
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發明（設計）人: 郭邦紅;胡敏;張立濤
• 申請（專利權）人: 廣東國騰量子科技有限公司
• 主分類號: G02F1/35
• 分類號: G02F1/35;G02F1/355;H01S3/00;H01S3/11
• 代理公司: 廣州圣理華知識產權代理有限公司 44302
• 代理人: 頓海舟

1.一種基于LBO晶體的多波長宣布式單光子源產生系統，其特征在于，包括順次連接的光頻梳單元、糾纏源單元和宣布單元；所述光頻梳單元包括相互連接的激光器和高Q值微腔，所述糾纏源單元包括順次連接的第一顯微物鏡、LBO晶體和第二顯微物鏡；所述宣布單元包括順次連接的波長解復用裝置和單光子探測器陣列；所述高Q值微腔與第一顯微物鏡連接，第二顯微物鏡與波長解復用裝置連接。

2.根據權利要求1所述的基于LBO晶體的多波長宣布式單光子源產生系統，其特征在于，所述波長解復用裝置為陣列波導光柵或者波長選擇開關。

3.根據權利要求1所述的基于LBO晶體的多波長宣布式單光子源產生系統，其特征在于，所述激光器輸出激光波長為0.71μm的脈沖激光器。

4.根據權利要求1所述的基于LBO晶體的多波長宣布式單光子源產生系統，其特征在于，微環腔品質因數Q值大于180000。

5.一種如權利要求1所述的基于LBO晶體的多波長宣布式單光子源產生系統的單光子源產生方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：激光器發出脈沖激光，通過微腔產生光學頻率梳；

S2：光頻梳經第一顯微物鏡匯聚入射LBO晶體，經參量下轉換過程產生多波長糾纏光子對；

S3：糾纏光子對通過宣布單元的波長解復用裝置分離，泵浦光和雜散光被耦合光纖過濾；

S4：經過S3處理的光子對由單光子探測器陣列進行探測，當有單光子探測器響應就意味著探測到了糾纏光子對的其中一個，也就宣布了另一個的存在，單光子輸出陣列的不同端口輸出不同波長的單光子，用于量子通信或者量子信息處理。

6.根據權利要求 5所述的單光子源產生方法，其特征在于，所述高Q值微腔將自動地對輸入的脈沖波長進行濾波，選擇匹配的波長耦合進腔內，通過微腔的場增強效應，以級聯的四波混頻過程產生新的頻率分量并在微腔內共振增強，頻率分量間的間隔等于微腔的自由頻譜范圍。

7.根據權利要求 5所述的單光子源產生方法，其特征在于，所述高Q值微腔輸出的光學頻率梳入射Type-I型LBO非線性晶體，生成共線非簡并光子對，波長分別為1.3μm和1.55μm。