[发明专利]一种基于Sagnac光纤环路产生三光子偏振纠缠GHZ态的系统

权利要求书

1.一种基于Sagnac光纤环路产生三光子偏振纠缠GHZ态的系统，其特征在于，包括依次连接的连续激光泵浦光源(1)、第一密集波分复用器(2)、第四密集波分复用器(3)、掺铒光纤放大器(4)、第一可变光衰减器(5)、第一耦合器(6)、功率计(7)、第一滤波器(8)，连续激光泵浦光源(1)用于提供稳定的泵浦光输出，第一密集波分复用器(2)、第四密集波分复用器(3)用于选取设定波长的泵浦光，掺铒光纤放大器(4)用于提升泵浦光功率，第一可变光衰减器(5)用于将两路泵浦光的功率调成一样，第一耦合器(6)对光束耦合，功率计(7)用于监测泵浦光功率；第一滤波器(8)输出两路波长不同的光，波长λ₁的一路光子进入依次连接的第一偏振控制器(9)、可调延时线(10)、第二滤波器(11)，波长λ₂的一路光子进入依次连接的第二偏振控制器(12)、第二可变光衰减器(13)、第三滤波器(14)，第二滤波器(11)和第三滤波器(14)的输出端连接第二耦合器(15)的输入端，第二耦合器(15)的输出端连接Sagnac环(16)，Sagnac环(16)包括偏振分束器、第三偏振控制器、光纤，光纤为色散位移光纤或保偏光纤；第三偏振分束器有a、b、c、d四个端口，a端口为输入端口，c端口为透射出射端口，b、d端口为反射出射端口，第二耦合器(15)输出的泵浦光经a端口输入到Sagnac环路中，经c、d两个端口分成H和V两个偏振分量，在色散位移光纤或保偏光纤处进行自发四波混频过程，生成新的光子；第三偏振控制器用于调节Sagnac环路中的泵浦光偏振方向；自发四波混频过程产生的新光子和残余泵浦光从b端口输出；b端口连接第三密集波分复用器(17)，第三密集波分复用器(17)将自发四波混频过程产生的频率分别为ω₃、ω₄、ω₅的三种新光子分别过滤出来，频率ω₃的新光子经依次连接的第四偏振控制器(18)、偏振分析仪(19)和单光子探测器(20)探测并计数后输出，频率ω₄的新光子直接输出，频率ω₅的新光子经分束器(21)输出两路频率ω₅的新光子。

2.如权利要求1所述的基于Sagnac光纤环路产生三光子偏振纠缠GHZ态的系统，其特征在于，所述连续激光泵浦光源(1)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，能产生持续的泵浦光，中心波长范围为1530nm～1600nm。

3.如权利要求2所述的基于Sagnac光纤环路产生三光子偏振纠缠GHZ态的系统，其特征在于，所述第一密集波分复用器(2)、第四密集波分复用器(3)均拥有三个端口，一个公共端口，一个透射端口，一个反射端口，公共端口作为光输入和输出的端口，透射端口透射通过设定波长的光，反射端口输出设定波长之外的光；第一密集波分复用器(2)的公共端口连接连续激光泵浦光源(1)的输出端口，透射端口输出某一设定波长λ₁的光，反射端口输出其他波长的光；第四密集波分复用器(3)的透射端口连接第一密集波分复用器(2)的反射端，从而另一设定波长λ₂的光从第四密集波分复用器(3)的公共端口输出；同时，第四密集波分复用器(3)的反射端口连接第一密集波分复用器(2)的透射端，将波长λ₁的光也从第四密集波分复用器(3)的公共端口输出；此时，第四密集波分复用器(3)的公共端口输出波长λ₁和λ₂的光。

4.如权利要求3所述的基于Sagnac光纤环路产生三光子偏振纠缠GHZ态的系统，其特征在于，所述分束器(21)将生成的频率为ω₅的光子分开成50∶50的两束。