[发明专利]一种能量-时间纠缠双光子产生方法

权利要求书

1.一种能量-时间纠缠双光子产生方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、产生稳定连续的泵浦光并调制为准连续的泵浦光后发射；

步骤二、将所述泵浦光进行调整后送至二阶非线性晶体或晶体波导，在所述二阶非线性晶体或晶体波导中发生级联光学倍频和自发参量下转换的二阶非线性过程，生成能量-时间纠缠双光子对；

其中对所述泵浦光的调整包括：

A、调整所述泵浦光的功率；

B、调整所述泵浦光的偏振方向，使得泵浦光以平行于所述二阶非线性晶体或晶体波导偏振主轴的方向进入所述二阶非线性晶体或晶体波导；

C、对所述泵浦光进行滤波，滤除多余噪声；

步骤三、对所述二阶非线性晶体或晶体波导发出的光进行分光滤波和波长选择，将剩余的泵浦光子和步骤二生成的能量-时间纠缠双光子对分开；

步骤四、从步骤三滤出的能量-时间纠缠双光子中分离并提取信号光子和闲频光子。

2.根据权利要求1所述的能量-时间纠缠双光子产生方法，其特征在于，所述步骤一中首先利用激光泵浦光源产生稳定连续的泵浦光，再利用强度调制器将稳定连续的泵浦光调制为准连续的泵浦光输出。

3.根据权利要求2所述的能量-时间纠缠双光子产生方法，其特征在于，所述激光泵浦光源为光纤耦合的连续激光器，包括固体激光器、气体激光器、半导体激光器以及染料激光器中的任何一种商用连续激光器，能产生持续的泵浦光，中心波长范围为1530nm～1600nm。

4.根据权利要求3所述的能量-时间纠缠双光子产生方法，其特征在于，所述强度调制器的工作波长范围为1530nm～1600nm，用于调节泵浦光的强度，实现准连续泵浦光产生。

5.根据权利要求1至4任一项所述的能量-时间纠缠双光子产生方法，其特征在于，将所述步骤一发射的泵浦光经过掺铒光纤放大器放大功率后再进行步骤二。

6.根据权利要求5所述的能量-时间纠缠双光子产生方法，其特征在于，所述步骤二中采用透射波长与泵浦光的中心波长一致的第一密集波分复用器对所述泵浦光进行滤波的处理，使得经过所述第一密集波分复用器的泵浦光滤除来自所述掺铒光纤放大器的放大自发辐射噪声。

7.根据权利要求1或6所述的能量-时间纠缠双光子产生方法，其特征在于，所述步骤三中利用第二密集波分复用器进行分光滤波和波长选择，将泵浦光子和能量-时间纠缠双光子对分离开。

8.根据权利要求1所述的能量-时间纠缠双光子产生方法，其特征在于，所述二阶非线性晶体或晶体波导包括周期极化的铌酸锂、周期极化的磷酸氧钛钾、周期极化的偏硼酸钡等非线性晶体中的任意一种，能够实现光学倍频过程和自发参量下转换过程，当特定波长的泵浦光射入到二阶非线性晶体或晶体波导中，在满足能量守恒和动量守恒的条件下，首先发生光学倍频过程，产生二次谐波，倍频的光子紧接着进行自发参量下转换，生成能量-时间纠缠的双光子，分别是信号光子和闲频光子。