[发明专利]极化无关的宽带波导分束器

权利要求书

1.一种极化无关的宽带波导分束器，其特征在于，包括：两个波导组成的至少一个交叉耦合区域和一个平行耦合区域，具体包括：至少一个交叉耦合区域、至少一个平行耦合区域和第二个交叉耦合区域组成或一个交叉耦合区域和至少一个平行耦合区域；

所述的两个波导为全同波导，考虑无微扰的同向平行单模耦合情形下，该两个波导之间的耦合满足：其中：A、B分别为归一化振幅，A(z)为光注入口，即A(0)＝1，B(0)＝0，对应A(z)＝coscz，B(z)＝isincz，能量将在两个波导间互相转移，耦合系数即耦合系数c随着耦合间距的变化发生非线性变化；

所述的极化无关的宽带波导分束器为比例分束可调，具体为：由于在耦合系数c值曲线交叉点处H光与V光的耦合系数强度相等，当波导的交叉耦合的耦合间距小于c值曲线交叉点处的耦合间距时，通过调整两个S型弯曲臂的结构，可实现H光与V光耦合能量的同步转移；此时经过交叉后第一波导与第二波导的位置互换进行平行耦合，使平行耦合区域的耦合间距等于H光和V光的c值曲线交叉点处的耦合距离，那么调整平行区域的耦合长度可实现任意分束比例的调控；

所述的能量将在两个波导间互相转移，经过耦合实现接近50/50分束的位置将第一波导与第二波导再次进行交叉耦合进行调谐后分开，使得经过两次交叉耦合一次平行耦合的对称结构能够实现非常稳定的任意比例分束的极化无关分束、且光的极化相关损耗一致。

2.根据权利要求1所述的极化无关的宽带波导分束器，其特征是，所述的两个波导以S型弯曲形式进行交叉耦合，经平行耦合后再次进行交叉耦合。

3.根据权利要求2所述的极化无关的宽带波导分束器，其特征是，所述的S型弯曲采用两段曲率半径最大的圆弧在相切处重合的衔接方式以实现辐射损耗最小。

4.一种光量子计算芯片，其特征在于，包括若干个权利要求1～3中任一所述的极化无关的宽带波导分束器。

5.一种基于权利要求4所述光量子计算芯片的应用，其特征在于，将其用于接收直接对光子极化自由度编码的任意光量子比特。