[發明專利]一種光子糾纏源及其制備方法

有效

• 申請號: 202210122496.4
• 申請日: 2022-02-09
• 公開（公告）號: CN114624819B
• 公開（公告）日: 2023-08-08
• 發明（設計）人: 華昕;錢懿;胡曉;王磊;肖希
• 申請（專利權）人: 武漢光谷信息光電子創新中心有限公司;武漢郵電科學研究院有限公司
• 主分類號: G02B6/27
• 分類號: G02B6/27;G02F1/35
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理有限公司 11270
• 代理人: 徐雯;蔣雅潔

1.一種片上光子糾纏源，其特征在于，包括：邊緣耦合器、偏振分離裝置、微環諧振器以及同時連接所述邊緣耦合器、所述偏振分離裝置和所述微環諧振器的第一波導；

所述邊緣耦合器，用于接收激光源發射的連續光，并將所述連續光傳遞給所述第一波導；

所述偏振分離裝置，用于從所述第一波導接收所述連續光，將所述連續光轉化為垂直偏振光，所述偏振分離裝置包括偏振波束分離器，所述連續光經過所述偏振波束分離器輸出的水平偏振分量和垂直偏振分量的光強相等；

所述微環諧振器，用于基于從所述第一波導獲取的所述垂直偏振光，產生垂直偏振態的光子對，并將所述垂直偏振態的光子對通過所述第一波導輸出給所述偏振分離裝置；

所述偏振分離裝置，還用于從所述第一波導接收所述垂直偏振態的光子對；對所述垂直偏振態的光子對的偏振態進行旋轉，得到正交偏振態的光子對；對所述正交偏振態的光子對進行相干疊加，得到糾纏光子對，所述糾纏光子對同時為偏振糾纏和能量時間糾纏的光子對；

所述邊緣耦合器，還用于輸出所述糾纏光子對。

2.根據權利要求1所述的片上光子糾纏源，其特征在于，所述偏振分離裝置包括第一偏振旋轉器、第二偏振旋轉器和連接所述偏振波束分離器、所述第一偏振旋轉器、所述第二偏振旋轉器的第二波導；所述偏振波束分離器、所述第一偏振旋轉器和所述第二偏振旋轉器均與所述第一波導連接；

所述偏振波束分離器，用于從所述第一波導接收所述連續光，基于所述連續光以第一概率選擇性轉換為水平偏振光或垂直偏振光；

所述偏振波束分離器，還用于在將所述連續光轉換為所述水平偏振光的情況下，通過所述第二波導將所述水平偏振光輸出給所述第二偏振旋轉器；

所述第二偏振旋轉器，用于對接收的所述水平偏振光進行偏振旋轉，得到所述垂直偏振光，向所述微環諧振器輸出所述垂直偏振光；

所述偏振波束分離器，還用于在將所述連續光轉化為所述垂直偏振光的情況下，通過所述第二波導將所述垂直偏振光輸出給第一偏振旋轉器；

所述第一偏振旋轉器，用于保持接收的所述垂直偏振光的偏振態不發生變化，向所述微環諧振器輸出所述垂直偏振光。

3.根據權利要求2所述的片上光子糾纏源，其特征在于，所述微環諧振器，用于基于從所述第一波導獲取的所述垂直偏振光，產生垂直偏振態的光子對，并將所述垂直偏振態的光子對輸出給所述第一偏振旋轉器或所述第二偏振旋轉器；

所述第一偏振旋轉器，還用于在接收到所述垂直偏振態的光子對的情況下，保持接收的所述垂直偏振態的光子對的偏振態不發生變化，向所述偏振波束分離器輸出所述垂直偏振態的光子對；

所述第二偏振旋轉器，還用于在接收到所述垂直偏振態的光子對的情況下，對所述垂直偏振態的光子對進行偏振旋轉，得到水平偏振態的光子對，向所述偏振波束分離器輸出所述水平偏振態的光子對；

所述偏振波束分離器，還用于接收所述垂直偏振態的光子對或所述水平偏振態的光子對，得到所述正交偏振態的光子對；對所述正交偏振態的光子對進行相干疊加，得到所述糾纏光子對。

4.根據權利要求2所述的片上光子糾纏源，其特征在于，所述第一偏振旋轉器為偏振分離器。

5.根據權利要求1至4任一項所述的片上光子糾纏源，其特征在于，還包括：連接在所述偏振分離裝置與所述微環諧振器之間的耦合器；所述耦合器與所述第一波導連接；

所述耦合器，用于通過所述第一波導將所述垂直偏振光輸出給鍺硅光功率監測器，通過觀測所述鍺硅光功率監測器的輸出信號調節所述激光源與所述邊緣耦合器的相對位置，使得所述邊緣耦合器的耦合效率達到最高。

6.根據權利要求1至4任一項所述的片上光子糾纏源，其特征在于，所述垂直偏振態的光子對包括垂直偏振態的信號光子和閑頻光子。