【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及光量子信息，尤其涉及一種光學濾波系統、集成雙光子量子光源的集成芯片。
技術介紹
1、隨著光量子信息技術向實際應用發展，利用光子芯片上的波導或諧振腔作為非線性光學媒質的芯片集成雙光子量子光源獲得了廣泛關注。
2、然而，當前的芯片集成雙光子量子光源的方案中，往往采用芯片外分立的濾波器件級聯搭建來實現將泵浦光濾除，且不能高效、精確的將信號光子和閑頻光子分開輸出。
3、因此，尋找一種能夠集成在芯片上且能夠高效、精確將信號光子和閑頻光子分開輸出的光學濾波系統成為當前研究熱點。
技術實現思路
1、本專利技術提供一種光學濾波系統、集成雙光子量子光源的集成芯片，實現了能夠集成在芯片上且能夠高效、精確將信號光子和閑頻光子分開輸出。
2、本專利技術提供一種光學濾波系統，所述光學濾波系統包括窄帶帶阻濾波器、周期性窄帶帶通濾波器，以及兩個無自由譜區窄帶帶通濾波器，其中，由泵浦激光形成的糾纏光子對依次經過窄帶帶阻濾波器、周期性窄帶帶通濾波器，以及兩個無自由譜區窄帶帶通濾波器處理后，分別輸出得到彼此匹配的信號光子和閑頻光子，或者由泵浦激光形成的糾纏光子對依次經過周期性窄帶帶通濾波器、窄帶帶阻濾波器，以及兩個無自由譜區窄帶帶通濾波器處理后，分別輸出得到彼此匹配的信號光子和閑頻光子，其中，所述窄帶帶阻濾波器用于濾除所述泵浦激光；所述周期性窄帶帶通濾波器用于對產生的寬光譜信號光子和寬光譜閑頻光子進行周期性窄帶濾波，得到彼此匹配的信號光子和閑頻光子；兩個所述無自由譜區
3、根據本專利技術提供的一種光學濾波系統，所述窄帶帶阻濾波器的阻帶帶寬大于或等于50ghz且小于或等于1thz。
4、根據本專利技術提供的一種光學濾波系統，所述窄帶帶阻濾波器的消光比大于或等于80db。
5、根據本專利技術提供的一種光學濾波系統，所述窄帶帶阻濾波器包括單個波導布拉格光柵帶阻濾波器、級聯波導布拉格光柵帶阻濾波器、單個微環濾波器、級聯微環濾波器、單個非平衡馬赫曾德爾干涉儀、級聯非平衡馬赫曾德爾干涉儀中的任意一種或幾種。
6、根據本專利技術提供的一種光學濾波系統，所述周期性窄帶帶通濾波器的濾波譜包含多個中心頻率等間隔分布的窄帶濾波通帶，且每個所述窄帶濾波通帶具有相同的對稱譜型，其中，所述窄帶濾波通帶中至少包括具有第一中心頻率的窄帶濾波通帶，以及具有第二中心頻率的窄帶濾波通帶，且不具有第三中心頻率的窄帶濾波通帶，其中，所述第一中心頻率與所述信號光子的中心頻率相匹配，所述第二中心頻率與所述閑頻光子的中心頻率相匹配，所述第三中心頻率與所述泵浦激光的中心頻率相匹配。
7、根據本專利技術提供的一種光學濾波系統，所述周期性窄帶帶通濾波器的消光比大于或等于20db。
8、根據本專利技術提供的一種光學濾波系統，所述周期性窄帶帶通濾波器包括微環濾波器、非平衡馬赫曾德爾干涉儀、波導集成法布里-珀羅濾波器中的任意一種或幾種。
9、根據本專利技術提供的一種光學濾波系統，兩個所述無自由譜區窄帶帶通濾波器包括第一無自由譜區窄帶帶通濾波器和第二無自由譜區窄帶帶通濾波器，其中，所述第一無自由譜區窄帶帶通濾波器的中心頻率與所述信號光子的中心頻率相匹配，所述第二無自由譜區窄帶帶通濾波器的中心頻率與所述閑頻光子的中心頻率相匹配。
10、根據本專利技術提供的一種光學濾波系統，所述第一無自由譜區窄帶帶通濾波器的通帶帶寬大于所述周期性窄帶帶通濾波器中每個窄帶濾波通帶的帶寬，且小于所述周期性窄帶帶通濾波器中相鄰窄帶濾波通帶的頻率間隔。
11、根據本專利技術提供的一種光學濾波系統，所述第二無自由譜區窄帶帶通濾波器的通帶帶寬大于所述周期性窄帶帶通濾波器中每個窄帶濾波通帶的帶寬，且小于所述周期性窄帶帶通濾波器中相鄰窄帶濾波通帶的頻率間隔。
12、根據本專利技術提供的一種光學濾波系統，所述第一無自由譜區窄帶帶通濾波器的消光比大于或等于20db。
13、根據本專利技術提供的一種光學濾波系統，所述第二無自由譜區窄帶帶通濾波器的消光比大于或等于20db。
14、根據本專利技術提供的一種光學濾波系統，第一無自由譜區窄帶帶通濾波器包括光柵輔助的反向耦合器、光柵輔助的同向耦合器、光柵輔助的波導集成法布里-珀羅濾波器中的任意一種或幾種。
15、根據本專利技術提供的一種光學濾波系統，第二無自由譜區窄帶帶通濾波器包括光柵輔助的反向耦合器、光柵輔助的同向耦合器、光柵輔助的波導集成法布里-珀羅濾波器中的任意一種或幾種。
16、本專利技術還提供一種集成雙光子量子光源的集成芯片，所述集成雙光子量子光源的集成芯片包括襯底、光學波導，以及光學濾波系統，其中，所述光學波導設置于所述襯底上，其中，泵浦激光激勵所述光學波導，以使所述光學波導基于自發四波混頻產生糾纏光子對或基于自發參量下轉換產生糾纏光子對；所述光學濾波系統與所述光學波導集成，并與所述光學波導連接；所述襯底設置有兩個端口，以使基于所述光學濾波系統濾波處理得到的彼此匹配的信號光子和閑頻光子分別沿兩個端口輸出。
17、根據本專利技術提供的一種集成雙光子量子光源的集成芯片，所述光學波導包括單模硅波導、單模氮化硅波導、單模石英波導、周期極化鈮酸鋰波導中的任意一種或幾種。
18、本專利技術提供的光學濾波系統、集成雙光子量子光源的集成芯片，所述光學濾波系統包括窄帶帶阻濾波器、周期性窄帶帶通濾波器，以及兩個無自由譜區窄帶帶通濾波器，其中，由泵浦激光形成的糾纏光子對依次經過窄帶帶阻濾波器、周期性窄帶帶通濾波器，以及兩個無自由譜區窄帶帶通濾波器處理后，分別輸出得到彼此匹配的信號光子和閑頻光子，或者由泵浦激光形成的糾纏光子對依次經過周期性窄帶帶通濾波器、窄帶帶阻濾波器，以及兩個無自由譜區窄帶帶通濾波器處理后，分別輸出得到彼此匹配的信號光子和閑頻光子，其中，所述窄帶帶阻濾波器用于濾除所述泵浦激光；所述周期性窄帶帶通濾波器用于對產生的寬光譜信號光子和寬光譜閑頻光子進行周期性窄帶濾波，得到彼此匹配的信號光子和閑頻光子；兩個所述無自由譜區窄帶帶通濾波器用于區分出彼此匹配的信號光子和閑頻光子。實現了能夠集成在芯片上且能夠高效、精確將信號光子和閑頻光子分開輸出。
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1.一種光學濾波系統，其特征在于，所述光學濾波系統包括窄帶帶阻濾波器、周期性窄帶帶通濾波器，以及兩個無自由譜區窄帶帶通濾波器，其中，
2.根據權利要求1所述的光學濾波系統，其特征在于，所述窄帶帶阻濾波器的阻帶帶寬大于或等于50GHz且小于或等于1THz。
3.根據權利要求1或2所述的光學濾波系統，其特征在于，所述窄帶帶阻濾波器的消光比大于或等于80dB。
4.根據權利要求3所述的光學濾波系統，其特征在于，所述窄帶帶阻濾波器包括單個波導布拉格光柵帶阻濾波器、級聯波導布拉格光柵帶阻濾波器、單個微環濾波器、級聯微環濾波器、單個非平衡馬赫曾德爾干涉儀、級聯非平衡馬赫曾德爾干涉儀中的任意一種或幾種。
5.根據權利要求1所述的光學濾波系統，其特征在于，所述周期性窄帶帶通濾波器的濾波譜包含多個中心頻率等間隔分布的窄帶濾波通帶，且每個所述窄帶濾波通帶具有相同的對稱譜型，其中，所述窄帶濾波通帶中至少包括具有第一中心頻率的窄帶濾波通帶，以及具有第二中心頻率的窄帶濾波通帶，且不具有第三中心頻率的窄帶濾波通帶，其中，所述第一中心頻率與所述信號光子的中心頻率
6.根據權利要求5所述的光學濾波系統，其特征在于，所述周期性窄帶帶通濾波器的消光比大于或等于20dB。
7.根據權利要求5或6所述的光學濾波系統，其特征在于，所述周期性窄帶帶通濾波器包括微環濾波器、非平衡馬赫曾德爾干涉儀、波導集成法布里-珀羅濾波器中的任意一種或幾種。
8.根據權利要求1所述的光學濾波系統，其特征在于，兩個所述無自由譜區窄帶帶通濾波器包括第一無自由譜區窄帶帶通濾波器和第二無自由譜區窄帶帶通濾波器，其中，所述第一無自由譜區窄帶帶通濾波器的中心頻率與所述信號光子的中心頻率相匹配，所述第二無自由譜區窄帶帶通濾波器的中心頻率與所述閑頻光子的中心頻率相匹配。
9.根據權利要求8所述的光學濾波系統，其特征在于，所述第一無自由譜區窄帶帶通濾波器的通帶帶寬大于所述周期性窄帶帶通濾波器中每個窄帶濾波通帶的帶寬，且小于所述周期性窄帶帶通濾波器中相鄰窄帶濾波通帶的頻率間隔。
10.根據權利要求8所述的光學濾波系統，其特征在于，所述第二無自由譜區窄帶帶通濾波器的通帶帶寬大于所述周期性窄帶帶通濾波器中每個窄帶濾波通帶的帶寬，且小于所述周期性窄帶帶通濾波器中相鄰窄帶濾波通帶的頻率間隔。
11.根據權利要求8所述的光學濾波系統，其特征在于，所述第一無自由譜區窄帶帶通濾波器的消光比大于或等于20dB。
12.根據權利要求8所述的光學濾波系統，其特征在于，所述第二無自由譜區窄帶帶通濾波器的消光比大于或等于20dB。
13.根據權利要求8至12中任意一項所述的光學濾波系統，其特征在于，第一無自由譜區窄帶帶通濾波器包括光柵輔助的反向耦合器、光柵輔助的同向耦合器、光柵輔助的波導集成法布里-珀羅濾波器中的任意一種或幾種。
14.根據權利要求8至12中任意一項所述的光學濾波系統，其特征在于，第二無自由譜區窄帶帶通濾波器包括光柵輔助的反向耦合器、光柵輔助的同向耦合器、光柵輔助的波導集成法布里-珀羅濾波器中的任意一種或幾種。
15.一種集成雙光子量子光源的集成芯片，其特征在于，所述集成雙光子量子光源的集成芯片包括襯底、光學波導，以及權利要求1至14中任意一項所述的光學濾波系統，其中，
16.根據權利要求15所述的集成雙光子量子光源的集成芯片，其特征在于，所述光學波導包括單模硅波導、單模氮化硅波導、單模石英波導、周期極化鈮酸鋰波導中的任意一種或幾種。
...【技術特征摘要】
1.一種光學濾波系統，其特征在于，所述光學濾波系統包括窄帶帶阻濾波器、周期性窄帶帶通濾波器，以及兩個無自由譜區窄帶帶通濾波器，其中，
2.根據權利要求1所述的光學濾波系統，其特征在于，所述窄帶帶阻濾波器的阻帶帶寬大于或等于50ghz且小于或等于1thz。
3.根據權利要求1或2所述的光學濾波系統，其特征在于，所述窄帶帶阻濾波器的消光比大于或等于80db。
4.根據權利要求3所述的光學濾波系統，其特征在于，所述窄帶帶阻濾波器包括單個波導布拉格光柵帶阻濾波器、級聯波導布拉格光柵帶阻濾波器、單個微環濾波器、級聯微環濾波器、單個非平衡馬赫曾德爾干涉儀、級聯非平衡馬赫曾德爾干涉儀中的任意一種或幾種。
5.根據權利要求1所述的光學濾波系統，其特征在于，所述周期性窄帶帶通濾波器的濾波譜包含多個中心頻率等間隔分布的窄帶濾波通帶，且每個所述窄帶濾波通帶具有相同的對稱譜型，其中，所述窄帶濾波通帶中至少包括具有第一中心頻率的窄帶濾波通帶，以及具有第二中心頻率的窄帶濾波通帶，且不具有第三中心頻率的窄帶濾波通帶，其中，所述第一中心頻率與所述信號光子的中心頻率相匹配，所述第二中心頻率與所述閑頻光子的中心頻率相匹配，所述第三中心頻率與所述泵浦激光的中心頻率相匹配。
6.根據權利要求5所述的光學濾波系統，其特征在于，所述周期性窄帶帶通濾波器的消光比大于或等于20db。
7.根據權利要求5或6所述的光學濾波系統，其特征在于，所述周期性窄帶帶通濾波器包括微環濾波器、非平衡馬赫曾德爾干涉儀、波導集成法布里-珀羅濾波器中的任意一種或幾種。
8.根據權利要求1所述的光學濾波系統，其特征在于，兩個所述無自由譜區窄帶帶通濾波器包括第一無自由譜區窄帶帶通濾波器和第二無自由譜區窄帶帶通濾波器，其中，所述第一無自由譜區窄帶帶通濾波器的...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張巍，金展平，黃翊東，馮雪，劉仿，崔開宇，李永卓，孫皓，黃鳳彬，李天航，
申請(專利權)人：清華大學，
類型：發明
國別省市：
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