[发明专利]产生极化纠缠光子的紧凑系统

权利要求书

1.一种非简并极化纠缠光子源(800、1200)，包括：

第一半波片(802、1202)，所述第一半波片接收来自泵浦束源的泵浦束(822、1222)并输出处于第一极化状态的第一泵浦束和处于第二极化状态的第二泵浦束；

第一束偏移器(806、1204)，所述第一束偏移器基于所述第一泵浦束和第二泵浦束的第一和第二极化状态将第一泵浦束引导至第一传输通道(824、1224)中并将所述第二泵浦束引导至第二传输通道(826、1226)中；

下转换装置(803、804、810、1208、1210)，所述下转换装置接收所述第一泵浦束并在所述第一传输通道中输出第一信号光子和第一闲频光子，以及接收所述第二泵浦束并在所述第二传输通道中输出第二信号光子和第二闲频光子；

第二束偏移器(808、1206)，所述第二束偏移器将在所述第一传输通道中传输的第一信号光子和第一闲频光子以及在所述第二传输通道中传输的第二信号光子和第二闲频光子引导至单个输出传输通道中；以及

分色镜(812、1212)，所述分色镜接收在所述输出传输通道中传输的所述信号光子和闲频光子，并且将第一和第二信号光子引导至第一光纤耦合器(814、1214)并将第一和第二闲频光子引导至第二光纤耦合器(816、1216)。

2.权利要求1的纠缠光子源，其中下转换装置还包括：

第二半波片(803)，所述第二半波片接收处于第二极化状态的第二泵浦束并输出处于第一极化状态的第二泵浦束；

类型Ⅰ下转换晶体(810)，所述类型Ⅰ下转换晶体接收第一泵浦束并输出均处于第一极化状态的第一信号光子和第一闲频光子，以及接收第二泵浦束并输出均处于第一极化状态的第二信号光子和第二闲频光子；以及

第三半波片(804)，所述第三半波片接收均处于第一极化状态的第一信号光子和第一闲频光子并输出均处于第二极化状态的第一信号光子和第一闲频光子。

3.权利要求1的纠缠光子源，其中下转换装置还包括：

第一类型Ⅰ下转换晶体(1208)，其接收第一泵浦束并输出均处于第二极化状态的第一信号光子和第一闲频光子；以及

第二类型Ⅰ下转换晶体(1210)，其接收第二泵浦束并输出均处于第一极化状态的第二信号光子和第二闲频光子。

4.权利要求3的纠缠光子源，其中穿过第一类型Ⅰ下转换晶体(1208)的第一传输通道和穿过第二类型Ⅰ下转换晶体(1210)的第二传输通道是平行的，以及第二类型Ⅰ下转换晶体相对于第一类型Ⅰ下转换晶体的取向围绕第二传输通道旋转了90°。

5.权利要求1的纠缠光子源，还包括：

光学装置(902、1302)，所述光学装置位于第一或第二传输通道中，用来调整获得的通道相关的相差；以及以下中的一个：

位于分色镜和光纤耦合器之间的半波片(1102、1502)，用于改变第一信号光子和第二信号光子的极化状态；或

位于分色镜和第二光纤耦合器之间的半波片(1002、1402)，用于改变第一闲频光子和第二闲频光子的极化状态。

6.一种简并的极化纠缠光子源(1600、2000)，包括：

第一半波片(1601、2001)，所述第一半波片接收来自泵浦束源的泵浦束并输出处于第一极化状态的第一泵浦束和处于第二极化状态的第二泵浦束；

第一束偏移器(1606、2004)，所述第一束偏移器基于第一和第二泵浦束的第一和第二极化状态将第一泵浦束引导至第一传输通道中并将第二泵浦束引导至第二传输通道中；

下转换装置(1602、1610、1603、2008、2010)，所述下转换装置接收第一泵浦束并在第一传输通道中输出第一信号光子和第一闲频光子，以及接收第二泵浦束并在第二传输通道中输出第二信号光子和第二闲频光子；

第二束偏移器(1607、2005)，所述第二束偏移器将第一和第二信号光子引导至第一传输通道，将第一闲频光子引导至第三传输通道以及在第二传输通道中传输第二闲频光子；以及

镜子(1618、2016)，所述镜子将第一和第二信号光子引导至第一光纤耦合器；以及

第三束偏移器(1608、2006)，所述第三束偏移器将第一和第二闲频光子引导至第二光纤耦合器。