[发明专利]一种用于确定AMZI偏振无关温控条件的装置及方法

权利要求书

1.一种用于确定AMZI偏振无关温控条件的装置，具体用于确定波导型AMZI单光子干涉偏振无关的温控条件，所述装置包括：

第一装置，用于获取光波的平均光子数为0.1/脉冲时的目标衰减值，包括依次连接的激光器(1)、光斩波器(2)、光功率计(11)，以及与所述光斩波器(2)连接的信号发生器(8)，其中，激光器(1)用于产生连续光波，信号发生器(8)用于产生调制方波信号，光斩波器(2)根据所述调制方波信号将所述连续光波调制成光脉冲序列，光功率计(11)用于测量所述光脉冲序列的平均功率；

第二装置，用于基于所述目标衰减值获得AMZI偏振无关的温控条件，包括依次连接的激光器(1)、光斩波器(2)、扰偏器(3)、可调光衰减器(4)、待测AMZI(5)、偏振分束器(6)、门控式单光子探测器(7)，以及计算机(10)、温度控制器(9)与信号发生器(8)，其中，信号发生器(8)产生同步信号与调制方波信号，所述信号发生器(8)与所述光斩波器(2)以及门控式单光子探测器(7)连接，以将所述调制方波信号发送至所述光斩波器(2)，并将所述同步信号发送至所述门控式单光子探测器(7)，所述计算机(10)与温度控制器(9)通信连接，通过其控制所述待测AMZI(5)的温度，此外，所述计算机(10)与门控式单光子探测器(7)通信连接。

2.根据权利要求1所述的装置，所述第一装置中所述激光器(1)、光斩波器(2)、光功率计(11)之间采用光纤进行连接，所述光斩波器(2)与所述信号发生器(8)之间采用射频电缆进行连接；以及所述第二装置中所述激光器(1)、光斩波器(2)、扰偏器(3)、可调光衰减器(4)、待测AMZI(5)、偏振分束器(6)、门控式单光子探测器(7)之间采用光纤进行连接，所述信号发生器(8)与所述光斩波器(2)以及门控式单光子探测器(7)之间采用射频电缆进行连接。

3.根据权利要求1所述的装置，所述偏振分束器(6)包括TE模输出端和TM模输出端，所述偏振分束器(6)的TE模输出端或TM模输出端与所述门控式单光子探测器(7)连接。

4.根据权利要求1所述的装置，所述信号发生器(8)输出的调制方波信号的周期T、占空比r，其与所述门控式单光子探测器(7)的门宽G以及待测AMZI(5)的延时时间D的关系为：

T-D＞T×r＞2D+G

其中，0＜r＜1。

5.根据权利要求4所述的装置，所述光斩波器(2)调制3dB带宽H满足：H＞10/(T×r)。

6.根据权利要求1所述的装置，所述可调光衰减器(4)的衰减范围为0～90dB。

7.根据权利要求1所述的装置，所述待测AMZI(5)的材料为二氧化硅、硅或氮氧化硅中的一种。

8.根据权利要求1所述的装置，所述待测AMZI(5)包括长臂延时线(5-2)以及短臂(5-3)，其中，长臂延时线(5-2)和短臂(5-3)的长度不相等。

9.根据权利要求8所述的装置，所述扰偏器(3)的扰偏周期T_pol与所述长臂延时线(5-2)所产生的延时时间D满足如下关系：

T_pol＞100×D。

10.一种基于权利要求1～9中任意一项所述的用于确定AMZI偏振无关的温控条件的装置的确定温控条件的方法，包括：

S1，采用所述第一装置获取平均光子数为0.1/脉冲时的目标衰减值；

S2，将所述第二装置中的可调光衰减器(4)中的衰减值设为所述目标衰减值，并将所述偏振分束器(6)的TE模输出端与所述门控式单光子探测器(7)连接；

S3，通过计算机(10)控制所述门控式单光子探测器(7)的扫描触发延时，得到每一触发延时点与对应的1秒内探测的单光子个数的累加值的关系曲线，进而得出干涉区域中间处对应的目标触发延时点；

S4，将门控式单光子探测器(7)的触发延时设置为所述目标触发延时点，通过所述温度控制器(9)调节所述待测AMZI(5)的温度以调节所述待测AMZI(5)的相位，并获得每一温度下对应的1秒内探测的单光子个数的累加值，得到TE模分量下温度与对应的1秒内探测的单光子个数的累加值的关系曲线，即第一关系曲线；

S5，将所述步骤S2中的偏振分束器(6)的TM模输出端与门控式单光子探测器(7)连接，重复步骤S3～S4，以得到TM模分量下温度与对应的1秒内探测的单光子个数的累加值的关系曲线，即第二关系曲线；

S6，比较所述第一关系曲线与第二关系曲线，以得到所述第一关系曲线与第二关系曲线相位相同点对应的温度区域即为所述AMZI偏振无关的温控条件。