[发明专利]一种利用纠缠光子对测量光纤色散系数的方法

权利要求书

1.一种利用纠缠光子对测量光纤色散系数的方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：

步骤1、搭建完整光路，产生能量-时间纠缠光子对，输出信号光s和闲置光i进入探测器；

步骤2、利用符合计数设备测算信号光s和闲置光i的联合探测概率，得到Glauber二阶关联函数半高全宽Δt，更换完整光路中的待测光纤，在不同长度的待测光纤条件下，测算更换后待测光纤对应的Glauber二阶关联函数的半高全宽Δt₁,Δt₂,Δt₃…Δt_n，更换待测光纤重复测算的次数大于等于5次；

步骤3、用获得的数据在Origin软件作图，计算得到待测光纤的色散系数D。

2.根据权利要求1所述的一种利用纠缠光子对测量光纤色散系数的方法，其特征在于，所述步骤1具体按照以下步骤实施：

步骤1.1、完整光路由波长为λ₀/2的连续激光器发射出激光，所述激光泵浦非线性晶体或波导，通过自发参量下转换过程产生中心波长为λ₀的能量-时间纠缠光子对，即得到信号光s和闲置光i；用滤波片滤掉多余的泵浦光；

步骤1.2、让所述信号光s和闲置光i经过准直器，将产生的信号光s和闲置光i耦合进光纤，得到耦合光束；

步骤1.3、所述耦合光束经过分束器将耦合光束分为信号光s和闲置光i，使信号光s经过色散为k″_s、长度为l_s的待测光纤后进入探测器1，闲置光i直接进入探测器2；或闲置光i经过色散为k″_i、长度为l_i的待测光纤后进入探测器1，信号光s直接进入探测器2。

3.根据权利要求1所述的一种利用纠缠光子对测量光纤色散系数的方法，其特征在于，所述步骤2中符合计数设备记录信号光s和闲置光i的联合探测概率正比于以下Glauber二阶关联函数G⁽²⁾：

其中，代表公式(1)中高斯函数的标准差，γ＝0.04822，B为两光子对间的群速度倒数之差，L为非线性晶体的长度；t₁，t₂分别代表光子到达探测器1和探测器2的到达时间；

G⁽²⁾的半高全宽为一般情况下，由于σ表达式中第二项要远大于第一项，因此有

Δt＝ξ_s,il_s,i (2)

其中，

对于给定的非线性晶体，B、L均为常数。

4.根据权利要求2所述的一种利用纠缠光子对测量光纤色散系数的方法，其特征在于，所述步骤3具体按照以下步骤实施：

步骤3.1、用获得的数据在Origin软件作图，设置截距为零并进行线性拟合，得到直线的斜率ξ_s,i；

步骤3.2、将γ、B、L参数带入公式(3)，即可计算得到待测光纤的色散k″_s,i；

步骤3.3、k″可表示为其中，D为待测光纤的色散系数，其单位为ps/nm km，λ₀为中心波长，c为真空中的光速，最终得到待测光纤的色散系数D为

5.根据权利要求2所述的一种利用纠缠光子对测量光纤色散系数的方法，根据权利要求2所述的一种利用纠缠光子对测量光纤色散系数的方法，其特征在于，所述步骤1.1中非线性晶体或波导包括：BBO、BIBO、LBO、KDP、KTP、PPKTP、PPLN、SLT、PPSLT、LN。

6.根据权利要求2所述的一种利用纠缠光子对测量光纤色散系数的方法，其特征在于，所述步骤1.3中探测器1、2为半导体探测器或单光子探测器。

7.根据权利要求1所述的一种利用纠缠光子对测量光纤色散系数的方法，其特征在于，所述步骤2中符合计数设备包括：Picoharp、Ortec、HydraHarp、TCSPC。