[发明专利]基于受激参量下转换的测量装置及量子增强相位测量方法

权利要求书

1.一种基于受激参量下转换的测量装置，包括：

激光光源，用于提供初始泵浦光；

非线性晶体，用于对来自所述激光光源的初始泵浦光进行第一次受激参量下转换，得到第一参量光和第一泵浦光，以及对来自凹面反射镜的第一参量光和第一泵浦光进行第二次受激参量下转换，得到第二参量光和第二泵浦光；

凹面反射镜，用于将来自所述非线性晶体的第一参量光和第一泵浦光反射到平面镜，并将来自平面镜的第一参量光和第一泵浦光反射回所述非线性晶体；

平面镜，用于将来自凹面反射镜的第一参量光和第一泵浦光反射回所述凹面反射镜；

楔形相位调节器，用于调节来自所述凹面反射镜的第一泵浦光与第一参量光之间的相位；以及

单光子探测器，用于对来自所述非线性晶体的第二参量光进行单光子阈值探测。

2.根据权利要求1所述的测量装置，包括：

所述凹面反射镜和所述平面镜构成光学4f系统，所述凹面反射镜和所述平面镜之间的距离为所述凹面反射镜的一倍焦距；

所述凹面反射镜和所述非线性晶体之间的距离为所述凹面反射镜的一倍焦距。

3.根据权利要求1所述的测量装置，包括：

所述激光光源被配置为激光光源的光源口朝向所述非线性晶体，使得来自所述激光光源的初始泵浦光垂直入射所述非线性晶体。

4.根据权利要求1所述的测量装置，还包括：

双色镜，用于分离来自所述非线性晶体第二次受激参量下转换产生的第二泵浦光和第二参量光；

分束器，用于分离来自所述双色镜的不同偏振模式的第二参量光。

5.根据权利要求4所述的测量装置，还包括：

第一聚焦透镜，所述第一聚焦透镜设置于所述激光光源和所述非线性晶体之间，用于聚焦来自所述激光光源的初始泵浦光；以及

第二聚焦透镜，设置于所述分束器和所述双色镜之间，用于准直来自所述双色镜的第二参量光。

6.根据权利要求1所述的测量装置，还包括：

λ/4波片，所述λ/4波片设置于所述凹面反射镜和所述平面镜之间，用于保证受激参量下转换过程不影响光谱解关联。

7.根据权利要求1所述的测量装置，所述非线性晶体包括周期性极化磷酸氧钛钾晶体。

8.根据权利要求1所述的测量装置，所述非线性晶体满足在所选泵浦光波长下的共线Ⅱ型相位匹配。

9.跟据权利要求1所述的测量装置，所述楔形相位调节器设置于所述凹面反射镜和所述平面镜之间，所述楔形相位调节器的横截面为楔形，厚度变化为200微米。

10.一种基于受激参量下转换的量子增强相位测量方法，包括：

激光光源提供初始泵浦光；

非线性晶体对来自所述激光光源的初始泵浦光进行第一次受激参量下转换，得到第一参量光和第一泵浦光，以及对来自凹面反射镜的第一参量光和第一泵浦光进行第二次受激参量下转换，得到第二参量光和第二泵浦光；

凹面反射镜将来自所述非线性晶体的第一参量光和第一泵浦光反射到平面镜，并将来自平面镜的第一参量光和第一泵浦光反射回所述非线性晶体；

平面镜将来自凹面反射镜的第一参量光和第一泵浦光反射回所述凹面反射镜；

楔形相位调节器调节来自所述凹面反射镜的第一泵浦光与第一参量光之间的相位；以及

单光子探测器对来自所述非线性晶体的第二参量光进行单光子阈值探测。