[发明专利]一种用于单光子干涉可见度的测量装置及方法

说明书

一种用于单光子干涉可见度的测量装置及方法，装置包括：激光器(1)、光斩波器(2)、可调光衰减器(3)、待测AMZI(4)、门控式单光子探测器(5)、计算机(9)、信号发生器(6)、光功率计(8)，以及相位调节系统(7)。利用该方法可以确定单光子探测计数随待测AMZI(4)相位变化的曲线，根据曲线中单光子探测计数的最大值和最小值计算单光子干涉可见度。可以直接对任意延时AMZI干涉仪单光子干涉可见度进行测量，并且可测量单个AMZI干涉仪单光子干涉的可见度。

技术领域

本发明涉及光学器件测试技术领域，尤其涉及一种用于单光子干涉可见度的测量装置及方法。

背景技术

近年来，光子技术与量子信息技术取得飞速发展，光子由于其多维的自由度，成为量子态编码载体的优质选择，此外由于光子传播速度快，即为光速，因此成为量子通信中信息传递的物质载体。干涉仪在量子信息调制、量子信息编码等应用中具有十分重要的地位，尤其非对称马赫泽德干涉仪(AMZI)在量子通信编码中的应用十分普遍，因此对AMZI量子干涉性能的研究具有重大意义，传统方法测量AMZI单光子干涉可见度存在两个问题，一是需要级联两个延时量相等的AMZI，无法对单一AMZI的单个乃至干涉可见度进行直接测量；二是当AMZI延时量小于单光子探测器(SPD)门宽时，单光子探测器(SPD)将无法清晰分辨干涉峰，因而无法准确测量单光子干涉可见度。因此，急需一种直接测量任意延时AMZI的单光子干涉可见度的技术。

发明内容

(一)要解决的技术问题

基于上述技术问题，本发明提供了一种用于单光子干涉可见度的测量装置及方法，可以直接对任意延时AMZI干涉仪单光子干涉可见度进行测量，并且可测量单个AMZI干涉仪单光子干涉的可见度。

(二)技术方案

第一方面，本发明提供了一种用于单光子干涉可见度的测量装置，包括：第一装置，包括：依次连接的激光器1、光斩波器2和可调光衰减器3，可切换并列连接于可调光衰减器3的光功率计8和门控式单光子探测器5，以及与光斩波器2和门控式单光子探测器5连接的信号发生器6，其中，激光器1用于发射光波，信号发生器6用于产生调制方波信号以及同步信号，并将调制方波信号发送至光斩波器2以实现光波的调制，将同步信号发送至门控式单光子探测器5以触发门控式单光子探测器5探测光子；第二装置，包括：依次连接的激光器1、光斩波器2、可调光衰减器3、待测AMZI4、门控式单光子探测器5和计算机9，与光斩波器2和门控式单光子探测器5连接的信号发生器6，以及与待测AMZI4和计算机9连接的相位调节系统7，其中，相位调节系统7用于调节待测AMZI4的相位，并将相位调节结果发送至计算机9，门控式单光子探测器5用于测量1秒累加光子数，根据1秒累加光子数的最大值和最小值计算单光子干涉可见度。

可选地，第一装置中的激光器1、光斩波器2和可调光衰减器3通过光纤依次连接，信号发生器6通过射频电缆与所述光斩波器2和门控式单光子探测器5连接；以及第二装置中激光器1、光斩波器2、可调光衰减器3、待测AMZI4、门控式单光子探测器5通过光纤依次连接，计算机9与门控式单光子探测器5以及相位调节系统7通信连接，信号发生器6通过射频电缆与光斩波器2和门控式单光子探测器5连接。