[發(fā)明專利]一種基于薄膜鈮酸鋰波導(dǎo)的不等臂馬赫-曾德爾干涉儀

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210404862.5
• 申請日: 2022-04-18
• 公開（公告）號: CN114675462A
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊登才;張旭濤;寶劍鋒;楊鋒
• 申請（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G02F1/21
• 分類號: G02F1/21;G02F1/225;G02B6/125
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 張慧

1.一種基于薄膜鈮酸鋰波導(dǎo)的不等臂馬赫-曾德爾干涉儀，其特征在于：將量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)里的不等臂馬赫-曾德爾調(diào)制器中的光束分束器、相位調(diào)制器、光束合束器、光纖延時環(huán)集成至同一芯片上，使其具有精確延時和相位調(diào)制的功能。

2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種基于薄膜鈮酸鋰波導(dǎo)的不等臂馬赫-曾德爾干涉儀，其特征在于：干涉儀由集成在片上的薄膜鈮酸鋰波導(dǎo)制成，按功能結(jié)構(gòu)將干涉儀劃分為：Y分支分束器(10)、Y分支合束器(11)，下參考臂波導(dǎo)(12)、上左延時波導(dǎo)(13)，上右延時波導(dǎo)(14)、相位調(diào)制區(qū)(19)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2中所述的一種基于薄膜鈮酸鋰波導(dǎo)的不等臂馬赫-曾德爾干涉儀，其特征在于：上左延時波導(dǎo)(13)和上右延時波導(dǎo)(14)結(jié)構(gòu)相同，且空間位置對稱，具體包括多根彎曲半徑較小的波導(dǎo)(15)、一個彎曲半徑較大的波導(dǎo)(16)、多根上臂短直波導(dǎo)(17)，多根上臂短直波導(dǎo)(17)相互平行設(shè)置，相鄰兩根上臂短直波導(dǎo)由一根彎曲半徑較小的波導(dǎo)(15)連接，彎曲半徑較大的波導(dǎo)(16)用于連接上臂短直波導(dǎo)(17)和相位調(diào)制區(qū)(19)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3中所述的一種基于薄膜鈮酸鋰波導(dǎo)的不等臂馬赫-曾德爾干涉儀，其特征在于：上左延時波導(dǎo)(13)一端與Y分支分束器(10)的上臂連接，上左延時波導(dǎo)(13)通過相位調(diào)制區(qū)(19)與上右延時波導(dǎo)(14)一端相連，上右延時波導(dǎo)(14)的另一端與Y分支合束器(11)的上臂連接，Y分支分束器(10)的下臂通過下參考臂波導(dǎo)(12)連接Y分支合束器(11)下臂；相位調(diào)制區(qū)(19)和下參考臂波導(dǎo)(12)所走的光程相同，相互抵消，上左延時波導(dǎo)(13)和上右延時波導(dǎo)(14)相累加就是所需要的延時。

5.根據(jù)權(quán)利要求4中所述的一種基于薄膜鈮酸鋰波導(dǎo)的不等臂馬赫-曾德爾干涉儀，其特征在于：還在相位調(diào)制區(qū)(19)兩側(cè)設(shè)置了電極(18)，通過改變電極(18)上加載的電壓，改變了相位調(diào)制區(qū)(19)鈮酸鋰波導(dǎo)的折射率，從而影響光的傳輸特性，將要傳輸?shù)碾娦盘柤虞d至光波中，使激光發(fā)射的單色光轉(zhuǎn)換成攜帶有信息的光信號，從而實(shí)現(xiàn)相位調(diào)制。

6.根據(jù)權(quán)利要求2中所述的一種基于薄膜鈮酸鋰波導(dǎo)的不等臂馬赫-曾德爾干涉儀，其特征在于：根據(jù)干涉儀所需要的延時時間Δt，以及薄膜鈮酸鋰的折射率n_LN，利用公式：

ΔX＝Δt*C

其中，ΔX為真空中光傳輸?shù)拈L度，C為光速；

即可計(jì)算出在薄膜鈮酸鋰上產(chǎn)生該延時時間Δt所需要波導(dǎo)的長度；

上左延時波導(dǎo)(13)和上右延時波導(dǎo)(14)所在薄膜鈮酸鋰波導(dǎo)總長相同，即為ΔX_LN的一半；

上左延時波導(dǎo)(13)所在薄膜鈮酸鋰波導(dǎo)的總長等于上臂短直波導(dǎo)(17)、彎曲半徑較小的波導(dǎo)(15)以及彎曲半徑較大的波導(dǎo)(16)的總長。