[實用新型]一種用于偏振量子態(tài)制備的光學(xué)元件及偏振調(diào)制裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202023102355.1
• 申請日: 2020-12-22
• 公開（公告）號: CN214041803U
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高天;張?zhí)N川;張國偉;姚海濤
• 申請（專利權(quán)）人: 北京中創(chuàng)為南京量子通信技術(shù)有限公司
• 主分類號: G02B6/27
• 分類號: G02B6/27;G02B6/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本申請?zhí)峁┮环N用于偏振量子態(tài)制備的光學(xué)元件及偏振調(diào)制裝置，其中光學(xué)元件包括自聚焦準直透鏡、自聚焦耦合透鏡以及偏振分束器；自聚焦準直透鏡和自聚焦耦合透鏡均位于偏振分束器的同一側(cè)，且自聚焦準直透鏡的水平方向和自聚焦耦合透鏡的水平方向均與偏振分束器的水平方向平行對準。因此本申請通過自聚焦準直透鏡和自聚焦耦合透鏡兩組透鏡即可實現(xiàn)了環(huán)形器的功能，而且自聚焦準直透鏡和自聚焦耦合透鏡本身即是準直透鏡的一種，因而偏振分束器與自聚焦準直透鏡和自聚焦耦合透鏡連接的端口不需要再額外設(shè)置準直器，因而本申請的光學(xué)元件節(jié)省了至少兩組準直器，不僅結(jié)構(gòu)簡單緊湊，而且容易制造組裝。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及量子通信設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于偏振量子態(tài)制備的光學(xué)元件及偏振調(diào)制裝置。

背景技術(shù)

量子密鑰分發(fā)是量子通信領(lǐng)域的核心研究內(nèi)容之一，量子密鑰分發(fā)設(shè)備主要由發(fā)射機與接收機組成，分別對應(yīng)量子編碼裝置與解碼裝置。目前發(fā)射機主流的編碼方案有偏振編碼、相位編碼和時間-相位編碼，其中，偏振編碼具有接收端插損低、成本低且結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)勢，為量子通信編碼方式研究的一大熱點。

現(xiàn)有偏振編碼裝置通常主要由環(huán)形器與偏振分束器通過光纖連接組成，其中環(huán)形器一般由3個雙折射器與2個法拉第旋轉(zhuǎn)鏡構(gòu)成，導(dǎo)致現(xiàn)有技術(shù)中的偏振編碼裝置體積較大、成本較高、集成化程度較低。

發(fā)明內(nèi)容

本申請?zhí)峁┮环N用于偏振量子態(tài)制備的光學(xué)元件及偏振調(diào)制裝置，其中的光學(xué)元件體積小、集成化程度較高，可以降低偏振調(diào)制裝置成本，以解決現(xiàn)有的方案中的偏振編碼裝置中的光學(xué)元件集成化低、體積大的問題。

本申請?zhí)峁┮环N用于偏振量子態(tài)制備的光學(xué)元件，該光學(xué)元件包括自聚焦準直透鏡、自聚焦耦合透鏡以及偏振分束器；

所述自聚焦準直透鏡和所述自聚焦耦合透鏡均位于所述偏振分束器的同一側(cè)，且所述自聚焦準直透鏡的水平方向和所述自聚焦耦合透鏡的水平方向均與所述偏振分束器的水平方向平行對準。

優(yōu)選地，所述自聚焦準直透鏡和所述自聚焦耦合透鏡上下排列，且所述自聚焦準直透鏡和所述自聚焦耦合透鏡貼合。

優(yōu)選地，所述自聚焦準直透鏡和所述自聚焦耦合透鏡均與所述偏振分束器貼合。

優(yōu)選地，所述自聚焦準直透鏡的高度和所述自聚焦耦合透鏡的高度相等，且所述自聚焦準直透鏡的高度和所述自聚焦耦合透鏡的高度之和與所述偏振分束器的高度相等。

優(yōu)選地，所述自聚焦準直透鏡、自聚焦耦合透鏡以及偏振分束器之間膠合連接。

一種偏振調(diào)制裝置，其特征在于，包括上述任一所述的用于偏振量子態(tài)制備的光學(xué)元件、第一保偏光纖、單模光纖、薩格納克環(huán)形光路以及相位調(diào)制器；

所述第一保偏光纖的一端作為輸入端口，所述第一保偏光纖的另一端與自聚焦準直透鏡連接，且所述第一保偏光纖的慢軸方向相對于所述自聚焦準直透鏡的水平方向旋轉(zhuǎn)45度對準；

所述單模光纖的一端作為輸出端口，所述單模光纖的另一端與所述自聚焦耦合透鏡連接；

所述薩格納克環(huán)形光路為第二保偏光纖和第三保偏光纖組成的環(huán)形光路，所述第二保偏光纖的慢軸方向與所述偏振分束器的垂直方向?qū)剩龅谌Ｆ獾睦w慢軸方向與所述偏振分束器的水平方向?qū)剩鱿辔徽{(diào)制器設(shè)置于所述薩格納克環(huán)形光路的環(huán)形光路中。

優(yōu)選地，該偏振調(diào)制裝置還包括第一光纖準直器和第二光纖準直器；

所述第一光纖準直器用于作為所述偏振分束器的第一輸出端口，第二保偏光纖與所述第一光纖準直器連接；

第二光纖準直器用于作為所述偏振分束器的第二輸出端口，所述第三保偏光纖與所述第二光纖準直器連接。

優(yōu)選地，所述第一光纖準直器和第二光纖準直器均與所述偏振分束器貼合。