基于波长到时间映射快速测量纠缠光子相位匹配波长的实验方法

• 作者: 李百宏 夏志广 项晓 靳亚晴 权润爱 董瑞芳 刘涛 张首刚
• 来源期刊: 中国激光
• 关键词: 量子光学 纠缠光子 相位匹配波长 晶体温度 波长到时间映射
• 年，卷（期）: 2021,（3）
• 所属期刊栏目: 量子光学|Quantum Optics
• 页码范围: 148-155
• 页数: 8页
• 分类号: O431.2
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/CJL202148.0312001

摘要

准相位匹配有利于实现高效的自发参量下转换,它由非线性晶体的极化周期和依赖于温度的折射率决定.为了确定特定波长处所需的晶体温度,需要测量相位匹配波长随晶体温度的变化关系.单色仪的传统测量方法具有测量精度较低且耗时长等缺点.提出了一种实验方法,该方法能快速准确测量纠缠光子相位匹配波长随晶体温度变化的关系.在信号和闲置光路中先后加入色散元件,通过测量纠缠光子对到达时间关联峰值处的时间延迟随晶体温度的变化关系,利用波长到时间的映射关系将其转化为波长随晶体温度的变化关系.给出了周期极化铌酸锂(PPLN)波导和周期极化磷酸氧钛钾(PPKTP)晶体的实验测量结果,测量精度优于0.1 nm,测量时间约为几分钟.测量精度受限于单光子探测器的抖动时间和色散元件色散量的大小.原则上,抖动时间越小,色散量越大,测量精度越高.最后讨论了 Sellmeier方程计算的结果与实验结果存在差异的可能原因.所提方法可以用来校准相位匹配波长与晶体温度的关系及极化周期,并有望实现温度依赖的Sellmeier方程的修正或改进.