基于偏振无关频率上转换的单光子探测器

摘要

基于偏振无关频率上转换的单光子探测器，设有四部分周期迭合而成的周期极化的铌酸锂晶体，其中第一、四部分为相同的周期结构，周期长度为lA，满足频率上转换的准相位匹配条件，周期数为NA，使信号光全部转换为和频光；第二部分为倒格矢用来补偿信号光极化耦合的波矢失配的周期结构，周期长度为lB，满足信号光偏振旋转的相位匹配条件；第三部分为倒格矢用来补偿和频光极化耦合的波矢失配的周期结构，周期长度为lC，满足和频光偏振旋转的相位匹配条件。外部直流电源加到样品的第二部分与第三部分的y面上实现电光系数的周期性调制，从而使对应光波的偏振方向发生旋转。本发明制备可行，在量子通信、光通信领域可有广泛的应用前景。

主权项

基于偏振无关频率上转换的单光子探测器：其特征是(1)探测器结构为四部分周期迭合而成的周期极化的铌酸锂(PPLN)晶体，其中第一、四部分为相同的周期结构，周期长度为lA，满足频率上转换的准相位匹配条件，周期数为NA，使信号光全部转换为和频光；第二部分为倒格矢用来补偿信号光极化耦合的波矢失配的周期结构，周期长度为lB，满足信号光偏振旋转的相位匹配条件；第三部分为倒格矢用来补偿和频光极化耦合的波矢失配的周期结构，周期长度为lC，满足和频光偏振旋转的相位匹配条件；(2)外部直流电源加到样品的第二部分与第三部分的y面上实现电光系数的周期性调制，从而使对应光波的偏振方向发生旋转；设置第二部分与第三部分的外部直流电源电场值均为E，则第二部分周期为NB，使在第二部分传播的信号光的偏振方向完全旋转至另一正交方向；第三部分周期为NC，使在第三部分传播的和频光的偏振方向完全旋转至另一正交方向。