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申请/专利权人：上海交大平湖智能光电研究院;上海交通大学
摘要：本发明提供一种微纳波导及偏振和能量‑时间量子超纠缠态制备方法，包括一个由铌酸锂晶体膜制备成的非线性直波导，基于所述铌酸锂晶体膜的二阶非线性系数χ2，在所述直波导结构内发生自发参量下转换SPDC过程，一个泵浦光光子产生一个信号光光子和一个闲置光光子；产生的所述信号光光子和闲置光光子为超纠缠态双光子对，即在能量‑时间维度存在纠缠关系，同时在偏振维度也存在纠缠关系。本发明通过优化设计截面结构可以调整波导的色散关系，控制双光子在偏振维度的纠缠程度，优化自发参量下转化SPDC过程的产生效率，实现宽带的信号光与闲置光光谱。
主权项：1.一种微纳波导，其特征在于，包括一个由铌酸锂晶体膜制备成的非线性直波导，基于所述铌酸锂晶体膜的二阶非线性系数χ2，在所述直波导结构内发生自发参量下转换过程，一个泵浦光光子产生一个信号光光子和一个闲置光光子；产生的所述信号光光子和闲置光光子为超纠缠态双光子对，即在能量-时间维度存在纠缠关系，同时在偏振维度也存在纠缠关系；所述铌酸锂晶体膜为z-cut铌酸锂薄膜，其底部设有SiO2层构成的衬底；通过优化所述非线性直波导横截面的结构改变直波导的色散关系，控制生成双光子对的偏振纠缠关系以及带宽分布；在所述自发参量下转换过程中，满足能量守恒条件基于波导的色散关系，不满足动量守恒条件kp＝ks+ki，泵浦光和信号光、闲置光之间存在波矢失配量用单周期极化的方式，进行波矢失配量补偿，补偿的波矢失配量为kpp＝kp-ks-ki；所述单周期极化的晶体能够补偿的波矢失配量kpp与极化周期Λ满足
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