[发明专利]基于单光楔的自发参量下转换过程折射偏离角抑制方法

权利要求书

1.一种基于单光楔的自发参量下转换过程折射偏离角抑制方法，其特征在于，在自发参量下转换过程中，为抑制泵浦光入射非线性晶体之后折射偏离角的产生，在非线性晶体前加入合适的单光楔结构，具体方法如下：

S1：根据实际需求确定纠缠光o光和e光的波长分别为λ_o、λ_e，进而确定所需泵浦光的波长λ_p，以及所需非线性晶体的材料、尺寸；再根据相位匹配的方式确定所需非线性晶体的晶体切割角θ，其中，所述晶体切割角θ为非线性晶体的光轴方向与水平方向之间的夹角；

S2：在所述非线性晶体前加入一个单光楔，当泵浦光在所述非线性晶体中的折射偏离角为0时，推导出泵浦光在所示非线性晶体前表面的入射角需要满足的关系式，其中，所述折射偏离角是指泵浦光在所述非线性晶体中发生折射后，所述泵浦光在所述非线性晶体中的传播方向与水平方向之间的夹角；

S3：选取单光楔的材料，根据所述单光楔材料确定其折射率n，结合所述入射角关系式，计算得出所述单光楔的楔角α_c的大小，进而得到满足需求的合适的所述单光楔结构。

2.根据权利要求1所述的一种基于单光楔的自发参量下转换过程折射偏离角抑制方法，其特征在于，在步骤S2中，当泵浦光斜入射到非线性晶体时，由于晶体的双折射效应，e光会发生偏转；当所述折射偏离角为0时，泵浦光在非线性晶体中沿水平方向传播，此时，泵浦光在非线性晶体前表面的入射角需满足以下关系式：

其中，根据所述纠缠光的波长λ_o、λ_e以及非线性晶体的材料计算出纠缠光在所述非线性晶体中的折射率n_o、n_e，n_o为o光在非线性晶体中的折射率，n_o在晶体中随着o光波长的变化而变化，即满足n_o＝f₁(λ_o)，进而计算出n_o；n_e为e光在非线性晶体中的折射率，而n_e在晶体中同样随着e光波长的变化而变化，即满足n_e＝f₂(λ_e)，进而计算出n_e。

3.根据权利要求1所述的一种基于单光楔的自发参量下转换过程折射偏离角抑制方法，其特征在于，在步骤S1中，通过自发参量下转换过程制备的纠缠光子对满足：

4.根据权利要求1所述的一种基于单光楔的自发参量下转换过程折射偏离角抑制方法，其特征在于，在步骤S1中，所述非线性晶体采用负单轴晶体材料，使得n_e＜n_o。

5.根据权利要求2所述的一种基于单光楔的自发参量下转换过程折射偏离角抑制方法，其特征在于，根据所述单光楔的小角度折射作用，当光线垂直入射单光楔时，所产生的偏向角由光楔的楔角α和所述单光楔的折射率n决定的，关系式如下：

因此，要满足泵浦光入射到所述非线性晶体的角度为且则所述单光楔的楔角α_c需满足：

可计算得出所述单光楔的楔角α_c的大小。

6.一种双光子纠缠源，其特征在于包括激光器、光束整形模块、非线性晶体和单光楔，其中所述单光楔采用上述权利要求1-5任一项所述的一种基于单光楔的自发参量下转换过程折射偏离角抑制方法制备。

7.根据权利要求6所述的一种双光子纠缠源，其特征在于，由所述激光器发出频率为ω_p、波长为λ_p的泵浦光。

8.根据权利要求6或7所述的双光子纠缠源，其特征在于，所述光束整形模块包括小孔、凸透镜、波片、偏振分束器，对所述激光器发出的泵浦光进行整形，使其保持良好的准直性且偏振方向一致的状态，之后再入射到所述非线性晶体中。