红外波段偏振纠缠光源的制备与性能研究

Abstract

利用二阶非线性效应的自发参量下转换技术搭建偏振纠缠光源是目前实验中制备偏振纠缠光子对常用的方法之一，产生的偏振纠缠光子对分别被称为信号光子和闲置光子，它们具有特定的空间和频率关联性，使得量子密码学和量子通信等新技术的出现成为可能。本文理论分析了在周期极化磷酸氧钛钾晶体中进行准相位匹配参量下转换过程时，晶体的极化周期与温度对下转换光的波长的影响，并实验搭建了一套基于Ⅱ类准相位匹配周期极化磷酸氧钛钾晶体参量下转换过程制备的近红外波段偏振纠缠光源，对实验中的光学路径以及数据采集方案进行了详细而系统的描述，并对偏振纠缠光源制备过程中的核心问题之一，即光源产生的偏振纠缠光子对的纠缠品质如何进行了讨论研究。实验结果表明，本实验所搭建的近红外波段偏振纠缠光源在偏振测量基分别为|H〉V〉和|+〉−〉时，偏振纠缠光子对的干涉可见度可分别达到96.19%和95.28%，Bell不等式违背超过9个标准差，可以用作进一步的量子实验研究光源。