[發明專利]一種單光子源制備系統及方法

有效

• 申請號: 202010110955.8
• 申請日: 2020-02-24
• 公開（公告）號: CN111307282B
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 祝月兵;任瑞;馮波;劉江;葉鵬;張洪波;楊林;劉志輝
• 申請（專利權）人: 四川九洲電器集團有限責任公司
• 主分類號: G01J1/44
• 分類號: G01J1/44;G01J1/42;G01J4/00
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 宋輝

1.一種單光子源制備系統，包括光脈沖信號發生器和衰減模塊，光脈沖信號發生器輸出光脈沖信號，并通過衰減模塊對光脈沖信號進行衰減后輸出，其特征在于，還包括第一分束模塊和監測模塊；

所述第一分束模塊用于接收衰減模塊輸出的光脈沖信號并將光脈沖信號分為兩路，將一路光脈沖信號輸出給監測模塊，將另一路光脈沖信號作為系統的單光子脈沖信號直接輸出；

所述監測模塊用于接收第一分束模塊輸出的一路光脈沖信號，對光脈沖信號進行符合計數，得到符合計數結果，利用事先標定的符合計數結果與單光脈沖信號平均光子數的映射關系，映射得到單光脈沖信號平均光子數信息并輸出；

所述監測模塊包括第四分束模塊、第一單光子探測器、第二單光子探測器和數據處理單元；

所述第四分束模塊用于接收第一分束模塊輸出的光脈沖信號，并將光脈沖信號分為兩路，將一路光脈沖信號輸出給第一單光子探測器，將另一路光脈沖信號輸出給第二單光子探測器；

所述第一單光子探測器和第二單光子探測器均用于接收第四分束模塊輸出的光脈沖信號，對各自接收的光脈沖信號進行光子計數探測，并將計數結果輸出給數據處理單元；

所述數據處理單元用于接收第一單光子探測器輸出的第一光子計數結果和第二單光子探測器輸出的第二光子計數結果，并對第一光子計數結果和第二光子計數結果進行符合計數，得到符合計數結果，利用事先標定的符合計數結果與單光子脈沖信號平均光子數的映射關系，映射得到單光子脈沖信號的平均光子數信息并輸出；

還包括偏振模塊；所述偏振模塊包括光路選擇模塊、第二分束模塊、偏振控制模塊和偏振測量模塊；

所述光路選擇模塊用于接收光脈沖信號發生器輸出的光脈沖信號，并選擇將光脈沖信號輸出給偏振控制模塊或者選擇將光脈沖信號輸出給衰減模塊；

所述偏振控制模塊用于接收光路選擇模塊輸出的光脈沖信號，控制光脈沖信號達到特定偏振態，并將具有特定偏振態的光脈沖信號輸出給第二分束模塊；

所述第二分束模塊用于接收偏振控制模塊輸出的光脈沖信號，并將光脈沖信號分為兩路，將一路光脈沖信號輸出給偏振測量模塊，將另一路光脈沖信號輸出給衰減模塊；

所述偏振測量模塊接收第二分束模塊輸出的光脈沖信號，測量得到光脈沖信號的偏振態信息，并將偏振態測量信息輸出給監測模塊。

2.根據權利要求1所述的一種單光子源制備系統，其特征在于，所述衰減模塊包括可變衰減模塊、第三分束模塊、光能量測量模塊和固定衰減模塊；

所述可變衰減模塊用于接收光路選擇模塊輸出的光脈沖信號和接收第二分束模塊輸出的另一路光脈沖信號，對光脈沖信號進行可變衰減處理，并將處理后的光脈沖信號輸出給第三分束模塊；

所述第三分束模塊用于接收經過可變衰減模塊處理后的光脈沖信號并將光脈沖信號分為兩路，將一路光脈沖信號輸出給光能量測量模塊，將另一路光脈沖信號輸出給固定衰減模塊；

所述光能量測量模塊用于接收第三分束模塊輸出的一路光脈沖信號，測量光脈沖信號的光能量值，并將光能量值測量結果輸出給監測模塊；

所述固定衰減模塊用于接收第三分束模塊輸出的另一路光脈沖信號，對光脈沖信號進行固定衰減處理，并將處理后的光脈沖信號輸出給第一分束模塊。

3.根據權利要求2所述的一種單光子源制備系統，其特征在于，所述監測模塊還用于接收偏振測量模塊輸出的偏振態測量信息和光能量測量模塊輸出的光能量值測量結果，根據偏振態測量信息對偏振控制模塊進行反饋控制，并且根據符合計數結果和光能量值測量結果對可變衰減模塊進行反饋控制。

4.一種單光子源制備方法，其特征在于，采用權利要求1至3任一所述的一種單光子源制備系統進行制備，所述方法包括光脈沖信號監測與輸出步驟，該步驟具體為：

采用第一分束模塊將衰減后的光脈沖信號分為兩路，將一路光脈沖信號作為單光子脈沖信號直接輸出，將另一路光脈沖信號輸出給監測模塊進行符合計數，根據符合計數結果，利用事先標定的符合計數結果與單光子光脈沖信號平均光子數的映射關系，映射得到單光脈沖信號平均光子數信息并輸出。