[發(fā)明專利]一種全光纖的偏振無關上轉(zhuǎn)換單光子探測器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810362523.9
• 申請日: 2018-04-20
• 公開（公告）號: CN110388988A
• 公開（公告）日: 2019-10-29
• 發(fā)明（設計）人: 梁君生;鄭名揚;謝秀平;張強
• 申請（專利權）人: 山東量子科學技術研究院有限公司;濟南量子技術研究院
• 主分類號: G01J11/00
• 分類號: G01J11/00
• 代理公司: 北京市中聯(lián)創(chuàng)和知識產(chǎn)權代理有限公司 11364
• 代理人: 李萌;范林林

1.一種全光纖偏振無關上轉(zhuǎn)換單光子探測器，其包括泵浦光源、分束單元（11）、波分復用單元（12）、頻率上轉(zhuǎn)換單元（13）、光纖合束單元（14）和探測單元（15），其中：

所述分束單元（11）用于使信號光分出第一線偏振光和第二線偏振光，所述第一和第二線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，其具有與所述信號光不同的頻率；

所述波分復用單元（12）用于使所述第一線偏振光和所述第二線偏振光分別與所述泵浦光合束，以形成第一合束光和第二合束光；

所述頻率上轉(zhuǎn)換單元（13）用于使所述第一合束光中的所述第一線偏振光和泵浦光以及所述第二合束光中的所述第二線偏振光和泵浦光分別完成頻率上轉(zhuǎn)換，從而形成第一和頻光和第二和頻光；

所述光纖合束單元（14）用于使所述第一和頻光和所述第二和頻光進行合束，以形成第三合束光；

所述探測單元（15）用于對所述第三合束光進行單光子探測；以及

所述泵浦光源、所述分束單元（11）、所述波分復用單元（12）、所述頻率上轉(zhuǎn)換單元（13）、所述光纖合束單元（14）和所述探測單元（15）之間的光路連接通過光纖實現(xiàn)。

2.如權利要求1所述的單光子探測器，其中，所述分束單元（11）為偏振分束器。

3.如權利要求1所述的單光子探測器，其中，所述波分復用單元（12）包括兩個波分復用器。

4.如權利要求1所述的單光子探測器，其中，所述頻率上轉(zhuǎn)換單元（13）為雙通道周期極化鈮酸鋰波導。

5.如權利要求1所述的單光子探測器，其中，所述光纖合束單元（14）為多模光纖合束器。

6.如權利要求1所述的單光子探測器，其還包括濾波器（16），用于對所述和頻光進行濾波處理。

7.一種全光纖偏振無關上轉(zhuǎn)換單光子探測器，其包括泵浦光源、分束單元（21）、頻率上轉(zhuǎn)換模塊（23）、光纖合束單元（24）和探測單元（25），其中：

所述分束單元（21）用于使信號光分出第一線偏振光和第二線偏振光，所述第一和第二線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，其具有與所述信號光不同的頻率；所述頻率上轉(zhuǎn)換模塊（23）具有四個輸入端口和兩個輸出端口，其中所述四個輸入端口分別接收所述第一線偏振光、所述第二線偏振光和兩路所述泵浦光，且所述頻率上轉(zhuǎn)換模塊（23）被設置成使所述第一線偏振光與所述泵浦光的一路完成頻率上轉(zhuǎn)換過程以形成第一和頻光，以及使所述第二線偏振光與所述泵浦光的另一路完成頻率上轉(zhuǎn)換過程以形成第二和頻光；

所述光纖合束單元（24）用于使所述第一和頻光和所述第二和頻光進行合束，以形成合束光；

所述探測單元（25）用于對所述合束光進行單光子探測；以及

所述泵浦光源、所述分束單元（21）、所述頻率上轉(zhuǎn)換模塊（23）、所述光纖合束單元（24）和所述探測單元（25）之間的光路連接通過光纖實現(xiàn)。

8.如權利要求7所述的單光子探測器，其中，所述頻率上轉(zhuǎn)換模塊（23）包括模式過濾器、第一錐形波導、方向耦合器、第二錐形波導和雙通道周期極化鈮酸鋰波導。

9.如權利要求8所述的單光子探測器，其中，所述頻率上轉(zhuǎn)換模塊（23）還包括彎波導。

10.如權利要求7所述的單光子探測器，其中，所述分束單元（21）為偏振分束器。

11.如權利要求7所述的單光子探測器，其中，所述光纖合束單元（24）為多模光纖合束器。

12.如權利要求7所述的單光子探測器，其還包括濾波器（26），用于對所述和頻光進行濾波處理。