[实用新型]紧凑型单晶体薄腔和运用该薄腔的纠缠光子源系统

权利要求书

1.紧凑型单晶体薄腔，其特征在于，所述紧凑型单晶体薄腔包括腔体和设置在腔体内的单晶体，所述紧凑型单晶体薄腔的自由光谱程FSR和线宽Δυ分别满足一下公式：

其中l为紧凑型单晶体薄腔的腔长，n_y和n_z分别表示晶体在y轴和z轴上的折射率，其中F_a＝2π/γ_a(a＝y,z)，γ_y和γ_z表示光子在腔内y轴和z轴的耗散，其中γ_a由输出端面镀膜的透过率T和腔内内部吸收耗散组成，在通信波段晶体的吸收损耗可以忽略，因此可以得到γ_a＝T_a，c为光速，常数。

2.根据权利要求1所述的紧凑型单晶体薄腔，其特征在于，紧凑型单晶体薄腔输出经过偏振分束器分成垂直偏振光子和水平偏振光子，设定垂直偏振光子为信号光子，水平偏振光子为闲频光子，垂直偏振光子和水平偏振光子的簇频率间隔定义为：

晶体的自发辐射带宽由相位匹配函数决定，即设定相位匹配函数为：

sin c²(Δkl/2) (4)

假设相位匹配函数的半高全宽为ΔΩ，紧凑型单晶体薄腔满足：

ΔΩ_c＞ΔΩ (5)

其中Δk为相位失配，且Δk＝k_p-k_s-k_i+2π/Λ，其中k_p、k_s、k_i分别表示泵浦光、信号光子、闲频光子的波矢，FSR_s和FSR_i分别表示信号光子和闲频光子的自由光谱程，k_p、k_s、k_i均符合公式k_b＝2πn_b/λ_b(b＝p,s,i)，其中n_b为对应光的折射率，λ_b为对应光的波长，Λ为单晶体的极化周期，泵浦光和信号光子沿晶体光轴的y轴运动，闲频光子沿晶体光轴的Z轴运动，晶体光轴的y轴为晶体的长度方向，Z轴为晶体放置后的高度方向。

3.根据权利要求1所述的紧凑型单晶体薄腔，其特征在于，所述单晶体为二型相位匹配的周期性极化磷酸氢氧钾PPKTP。

4.根据权利要求1所述的紧凑型单晶体薄腔，其特征在于，所述紧凑型单晶体薄腔设置在晶体温控炉内。

5.根据权利要求1所述的紧凑型单晶体薄腔，其特征在于，单晶体入口端面设置有泵浦光的增透膜和第一波长光束的光反膜，出口端面设置有泵浦光的增透膜和第一波长光束的部分反射膜。

6.一种运用权利要求1-5任意一项所述的紧凑型单晶体薄腔的纠缠光子源系统，其特征在于，包括在光路上依次设置的

泵浦光激光器Laser，用于发出设定波长的泵浦光，并且输出激光线宽<10MHz；

第一光片组件，用于调节泵浦光的偏振和缩小光斑直径；

双色镜DM，将泵浦光反射并输入到紧凑型单晶体薄腔内，让第一波长的光高透，将泵浦光与第一波长的光分开，用于单晶体薄腔的参数测量；

第二光片组件，用于将输出的光子对整合到设定的光斑大小；

分光传输组件，用于滤除泵浦激光并且将偏振正交的光子对分成垂直偏振光子和水平偏振光子输出；

两个不等臂光纤干涉仪，分别用于对产生的垂直偏振光子和水平偏振光子进行双光子Franson干涉测量；

符合计数组件，对两个不等臂光纤干涉仪输出的双光子进行时间能量纠缠测量；

所述紧凑型单晶体薄腔设置在双色镜DM和第二光片组件之间的光路上。

7.根据权利要求6所述的纠缠光子源系统，其特征在于，所述第一光片组件依次设置在光路上的波片单元和第一透镜单元。