[發明專利]全光纖連續壓縮態光場產生裝置

有效

• 申請號: 201911058414.9
• 申請日: 2019-11-01
• 公開（公告）號: CN111061114B
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 徐善輝;譚天弈;楊昌盛;趙齊來
• 申請（專利權）人: 華南理工大學;華南理工大學珠海現代產業創新研究院
• 主分類號: G02F1/365
• 分類號: G02F1/365
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 黃國亮

本發明公開了一種全光纖連續壓縮態光場產生裝置，包括低噪聲泵浦單頻激光器、低噪聲信號單頻激光器、10:90光纖耦合器、第一段色散位移光纖、泵浦光濾除器、監測端口、第二段色散位移光纖和密集波分復用器。本發明與空間結構的壓縮態光場產生裝置相比，本發明利用光纖中的行波參量放大制備壓縮態光場，徹底避免了空間結構的光學參量振蕩器中復雜的模式匹配、模式鎖定等問題。其結構緊湊，體積小，可靠性高，便于后端應用系統的兼容。與基于脈沖的全光纖壓縮光產生裝置相比，該連續壓縮光源面向的應用范圍更廣；本發明可以直接用于激光干涉儀測量系統，激光傳感系統等。本發明可以廣泛應用于光場產生裝置領域。

技術領域

本發明涉及光場產生裝置領域，尤其是一種全光纖連續壓縮態光場產生裝置。

背景技術

壓縮光作為光場的一種量子態，其噪聲可以突破傳統激光的量子噪聲極限，從而在以激光作為測量工具的精密測量方案中提高系統的探測精度，使其超越經典系統的量子噪聲極限。例如，在引力波探測系統中，通過將真空壓縮態注入激光干涉儀的暗端，可以提高測量系統的信噪比。除了量子精密測量外，由壓縮態光場構成的非經典量子光源還可以廣泛的應用在量子糾纏、量子通信和量子秘鑰分發等領域。現有的壓縮態光場產生技術主要是基于二階非線性介質的參量放大過程或者參量振蕩過程。由于二階非線性效應相對較強，這種基于空間光結構的壓縮態光場產生裝置的壓縮度最大可以達到10dB以上。但這類壓縮態光場產生系統結構復雜、抗干擾能力差，導致其對外界的溫度、震動以及氣流等環境因素十分敏感，使其難以在實驗室之外的環境中開展應用。

隨著非線性光纖材料的發展，目前高非線性光纖中的三階非線性系數與早期相比有了極大的提高，這使得有望在光纖中利用三階非線性效應制備高壓縮度的壓縮態光場。在高非線性光纖(如，色散位移光纖、光子晶體光纖等)中基于脈沖光的多模四波混頻過程相對較容易發生。而基于單頻連續激光的非簡并四波混頻壓縮態光場制備還未有研究涉及，主要原因在于雙泵浦為單頻連續激光的條件下，其信號場和閑頻場難以簡并。

發明內容

為解決上述技術問題的至少之一，本發明的目的在于：提供一種基于非簡并四波混頻的全光纖連續壓縮態光場產生裝置。

本發明實施例提供了：

一種全光纖連續壓縮態光場產生裝置，包括低噪聲泵浦單頻激光器、低噪聲信號單頻激光器、10:90光纖耦合器、第一段色散位移光纖、泵浦光濾除器、監測端口、第二段色散位移光纖和密集波分復用器；

所述低噪聲泵浦單頻激光器的輸出端與10:90光纖耦合器的輸入端大端連接，所述輸入端大端為分光比90％的端口；所述低噪聲信號單頻激光器的輸出端與10:90光纖耦合器的輸入端小端連接，所述輸入端小端為分光比10％的端口；所述10:90光纖耦合器的輸出端與第一段色散位移光纖的一端相連；所述第一段色散位移光纖的另一端與泵浦光濾除器的輸入端相連；所述泵浦光濾除器的輸出端設有主輸出端和監測端；所述泵浦光濾除器的主輸出端與第二段色散位移光纖的一端相連；所述第二段色散位移光纖的另一端與密集波分復用器的輸入端相連，所述密集波分復用器的輸出端作為所述全光纖連續壓縮態光場產生裝置的輸出端。

進一步，所述低噪聲泵浦單頻激光器是單頻光纖激光器或者單頻半導體激光器，所述低噪聲泵浦單頻激光器的功率大于500mW，強度噪聲在大于500kHz的頻段內達到量子噪聲極限。

進一步，所述低噪聲信號單頻激光器是單頻光纖激光器或者單頻半導體激光器，所述低噪聲信號單頻激光器功率大于10mW，強度噪聲在大于500kHz的頻段內達到量子噪聲極限。

進一步，所述低噪聲泵浦單頻激光器的工作波長λ_p、低噪聲信號單頻激光器的工作波長λ_s，以及第一段色散位移光纖和第二段色散位移光纖的零色散波長λ₀都處于1.5μm波段。