[发明专利]一种渐变折射率的超构材料及其纠缠光子对产生系统

摘要

本发明提出的一种折射率渐变的超构材料及其纠缠光子对产生系统，属于量子信息领域。超构材料包括多个周期性排布的介质柱阵列，当满足以下条件：每行内，各介质柱的直径或宽度沿所在行呈规律性变化、各介质柱的周期沿所在行呈规律性变化或保持不变；每列内，介质柱直径、周期均保持不变时，超构材料的等效折射率的实部逐渐由非零变到零再变到非零。纠缠光子对产生系统包括折射率渐变的超构材料、两个窄带连续可调谐激光器、两个偏振控制器、分束器、光放大器、陷波滤波器、带通滤波器、阵列波导光栅、单光子探测器和时间间隔分析仪。本发明从物理上实现了超构材料的折射率渐变，且与集成光学结合，具有低损耗、CMOS兼容的特性。

主权项

1.一种渐变折射率的超构材料，其特征在于，包括多个周期性排布的介质柱阵列，各介质柱阵列呈矩形，均分别由多个间隔布设的介质柱组成，各介质柱的横截面为圆形或正多边形；将平行于介质柱阵列的行和列的方向分别作为x轴、y轴；所述介质柱阵列中，设该介质柱阵列沿y轴的周期保持不变，沿x轴的周期为a_i，沿x轴的介质柱直径或宽度为d_i，且同一列介质柱中，各介质柱的周期相等、直径相等；对于第i列中的任意一个介质柱，规定该介质柱的几何中心与由第i列周期a_i和沿y轴周期构成的矩形的几何中心重合；当a_i和d_i分别满足以下关系式时，所述超构材料的等效折射率的实部逐渐由非零变到零再变到非零：a_i＝a₀ηⁱd_i＝d₀ηⁱ其中，角标i为每一列介质柱的标号，i＝0,±1,±2,±3…,±n，n为不小于2的正整数，i＝0对应等效折射率的实部为零的列，且所述超构材料的等效折射率的实部在负到零之间变化时，介质柱的列号为正，所述超构材料的等效折射率的实部在零和正之间变化时，介质柱的列号为负；η为介质柱阵列沿x轴的缩放系数，0＜η＜1；a₀为等效折射率的实部为零的列的周期，0.1λ₀≤a₀≤λ₀，λ₀为自由空间中波长，λ₀≥100nm；d₀为等效折射率的实部为零的列中各介质柱的直径，0.2a₀≤d₀≤a₀。