[發(fā)明專利]多對雙組份量子糾纏態(tài)的微環(huán)諧振腔及制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011574974.2
• 申請日: 2020-12-28
• 公開（公告）號: CN112748621B
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發(fā)明（設計）人: 唐曉帆;息朝祥;何廣強
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G02F1/35
• 分類號: G02F1/35;G02B27/00
• 代理公司: 上海恒慧知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 徐紅銀

1.一種多對雙組份量子糾纏態(tài)的微環(huán)諧振腔，其特征在于，所述微環(huán)諧振腔由耦合信道和微環(huán)構成，所述微環(huán)為三階非線性效應的微環(huán)；

用連續(xù)光泵浦所述微環(huán)諧振腔，泵浦光從所述耦合信道提供的輸入端口進入所述耦合信道，所述耦合信道中的部分泵浦光被耦合進所述微環(huán)內，經過相互作用后生成多對信號光和閑置光，生成的多對信號光和閑置光滿足糾纏關系；

微環(huán)諧振腔采用氮化硅制備；

所述微環(huán)諧振腔內具有色散關系的腔結構為：氮化硅的厚度615nm，微環(huán)的半徑23μm，該氮化硅微環(huán)是截面為矩形的圓環(huán)波導；

所述腔結構能夠滿足同時發(fā)生多個四波混頻過程的相位匹配條件，能夠同時產生具有糾纏關系的多對信號光和閑置光。

2.根據(jù)權利要求1所述的多對雙組份量子糾纏態(tài)的微環(huán)諧振腔，其特征在于，所述微環(huán)內存在的泵浦光以及多對信號光和閑置光會圍繞所述微環(huán)做圓周運動，每繞一圈都會有部分光被耦合回所述耦合信道，從所述耦合信道提供的輸出端口輸出。

3.根據(jù)權利要求1所述的多對雙組份量子糾纏態(tài)的微環(huán)諧振腔，其特征在于，所述用連續(xù)光泵浦所述微環(huán)諧振腔，其中采用1550nm的連續(xù)光。

4.根據(jù)權利要求1所述的多對雙組份量子糾纏態(tài)的微環(huán)諧振腔，其特征在于，微環(huán)諧振腔的表面附有二氧化硅SiO₂包層。

5.根據(jù)權利要求4所述的多對雙組份量子糾纏態(tài)的微環(huán)諧振腔，其特征在于，所述微環(huán)諧振腔的品質因數(shù)為10⁶。

6.一種多對雙組份量子糾纏態(tài)的制備方法，其特征在于，包括：

采用權利要求1-5任一項所述的微環(huán)諧振腔生成多對信號光和閑置光，生成的多對信號光和閑置光滿足糾纏關系，得到多對雙組份量子糾纏態(tài)。

7.根據(jù)權利要求6所述的多對雙組份量子糾纏態(tài)的制備方法，其特征在于，

采用所述微環(huán)諧振腔制備出多對量子態(tài)的頻譜圖，給各個模式標號μ＝-n,…-2,-1,0,1,2,…,n，n為量子態(tài)的對數(shù),每一種模式的諧振頻率ω_μ用泰勒展開表示為：

式中，d₁＝6.1562×10¹²rad/s，d₂＝1.3604×10⁸rad/s，d₃＝-3.7672×10⁵rad/s；ω₀是泵浦光的諧振頻率，ω₁和ω_-1表示由第一個SFWM過程產生的信號光和閑置光的諧振頻率，ω₂和ω_-2表示由第二個SFWM過程產生的信號光和閑置光的諧振頻率，以此類推，ω_n和ω_-n表示由第n個SFWM過程產生的信號光和閑置光的諧振頻率；μ²、μ³是泰勒展開中，標號變量μ的平方項和立方項。

8.根據(jù)權利要求7所述的多對雙組份量子糾纏態(tài)的制備方法，其特征在于，色散的存在導致所述微環(huán)諧振腔內的相鄰諧振頻率的間隔不相等，用D₃來表示每一個SFWM過程的失諧量：

D₃＝-d₂×|μ|²

|μ|＝1，計算出第一個SFWM過程的失諧量，|μ|＝2，計算出第二個SFWM過程的失諧量，以此類推，|μ|＝n，計算出第n個SFWM過程的失諧量。