[发明专利]一种基于微环腔结构的宣布式多波长单光子源产生系统

摘要

本发明提供一种基于微环腔结构的宣布式多波长单光子源产生系统，包括泵浦单元，纠缠光子对产生单元、波分复用单元和宣布单元。泵浦单元的脉冲激光器发射通信波段1550nm波长附近的脉冲宽度为τ的激光，经过马赫‑曾德尔干涉仪形成时间间隔为T(T＞τ)的时间纠缠脉冲对；纠缠脉冲对经过光纤耦合进纠缠对产生单元的高Q值的微环腔，由于微环腔内的三阶非线性作用，使得时间纠缠的泵浦光脉冲转化为可控的大量多波长的时间纠缠的光子对；波长不同的时间纠缠光子对经由波分复用单元以不同的出口出射，到达宣布单元；宣布单元的若干个单光子探测器，根据对应通道检测闲频光的响应情况来宣布信号单光子的产生，从而发射出通信波段的多波长单光子。

主权项

一种基于微环腔结构的宣布式多波长单光子源产生系统，其特征在于，包括顺次连接的泵浦单元，纠缠光子对产生单元、波分复用单元和宣布单元；所述泵浦单元包括激光器和马赫‑曾德尔干涉仪；所述纠缠光子对产生单元包括微环腔和光纤耦合器；所述波分复用单元包括波长选择装置；所述宣布单元包括单光子探测装置和发射装置；所述激光器产生脉冲激光，通过马赫‑曾德尔干涉仪转化为具有稳定时间间隔的时间纠缠脉冲对：式中|Ψ>表示态矢量，S和L分别代表经过短臂和经过长臂的光脉冲；时间纠缠的脉冲对通过光纤耦合器耦合进微环腔，在微环腔内产生三阶非线性效应，从而产生时间纠缠的光子对：式中|Ψtime‑bin>表示时间纠缠的态矢量，|Ss,Si>和|Ls,Li>分别表示经过短路径和长路径后，在非线性过程作用下产生的信号光和闲频光，S和L分表代表短路径和长路径，下标s和i分别代表信号光子和闲频光子；时间纠缠光子对经过波分复用单元解复用成为关于泵浦波长对称的时间纠缠的单光子，通过单光子探测器探测响应后宣布纠缠光子的存在。