[发明专利]一种N00N态制备装置

权利要求书

1.一种N00N态制备装置，其特征在于，它包括激光器(1)、起偏器(2)、第一50:50分光棱镜(3)、倍频晶体(4)、长波滤波片(5)、下转换晶体(6)、短波滤波片(7)、第一反射镜(8)、第二反射镜(9)、衰减片(10)、相移器(11)以及第二50:50分光棱镜(12)；

激光器(1)产生的脉冲激光经起偏器(2)起偏后变为线偏振光，然后入射至第一50:50分光棱镜(3)后，分为两束；

其中，经第一50:50分光棱镜(3)透射的一束线偏振光，依次透射过倍频晶体(4)、长波滤波片(5)、下转换晶体(6)、短波滤波片(7)后，获得压缩真空光束，该压缩真空光束入射至第一反射镜(8)，经第一反射镜(8)反射后，入射至第二50:50分光棱镜(12)；

激光器(1)输出的脉冲激光的波长为λ，且与经第一50:50分光棱镜(3)透射的一束线偏振光的和压缩真空光束的波长相同；

经第一50:50分光棱镜(3)反射的一束线偏振光，入射至第二反射镜(9)，经第二反射镜(9)反射后，依次通过衰减片(10)及相移器(11)后，获得相位及光强可调的相干态光束，该相干态光束入射至第二50:50分光棱镜(12)；

压缩真空光束和相干态光束在第二50:50分光棱镜(12)处干涉，获得N00N态的激光光束；

通过调整相干态光束与压缩真空光束的光强比来制备不同n值的N00N态，n为光子数。

2.根据权利要求1所述的一种N00N态制备装置，其特征在于，短波滤波片(7)输出的压缩真空光束的波长与激光器(1)输出的光束的波长一致。

3.根据权利要求1所述的一种N00N态制备装置，其特征在于，短波滤波片(7)输出的压缩真空光束的波函数|ξ>为：

相位及光强可调的相干态光束的波函数|α>为：

其中，cosh表示双曲余弦函数，tanh表示双曲正切函数，r表示压缩系数，|2m>表示包含2m个光子的Fock态波函数，m为整数，α＝|α|exp(iθ)，θ为光束相位，|n>代表包含n个光子的Fock态波函数，i表示虚数单位，α表示相干态模长。

4.根据权利要求3所述的一种N00N态制备装置，其特征在于，所述θ的取值范围为[0，2π]。

5.根据权利要求2或3所述的一种N00N态制备装置，其特征在于，当压缩真空光束和相干态光束间的相位差为π，且|α|²/r取值为1时，可制备出包含两个和三个光子混合的N00N态。

6.根据权利要求2或3所述的一种N00N态制备装置，其特征在于，当压缩真空光束和相干态光束间的相位差为π，且|α|²/r取值为时，可制备包含四个光子N00N态。

7.根据权利要求2或3所述的一种N00N态制备装置，其特征在于，当压缩真空光束和相干态光束间的相位差为π，且|α|²/r取值为时，可制备包含五个光子N00N态。