分束装置及量子光源的制作方法

本发明涉及光学领域，特别涉及一种分束装置及量子光源。

背景技术：

1、光源通常可以发出多种波长的宽度光波，通过使用分束装置，我们可以得到某一特定波长光波。

2、通常情况下，当光波通过分束装置后，光波中的te偏振波(transverse electricfield，横电波)或tm偏振波(transverse magnetic field，横磁波)中的一种可以通过，te偏振波、tm偏振波无法偏振不敏感通过，造成光波的浪费，经过分束装置te偏振波、tm偏振波也无法从不同的端口射出。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中的上述光波中的te波、tm波不能完全透过分束装置缺陷，提供一种分束装置及量子光源。

2、本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

3、一种分束装置，所述分束装置包括：第一分束器，用于输入多偏振波的光波，并将光波分为第一束光及第二束光；第二分束器，用于输出光波，所述第二分束器包括第一输出波导及第二输出波导；第一波导，所述第一波导用于将所述第一分束器与所述第二分束器相连通，所述第一束光经所述第一波导传播至所述第二分束器；第二波导，所述第二波导用于将所述第一分束器与所述第二分束器相连通，所述第二束光经所述第二波导传播至所述第二分束器；所述第二波导与所述第一波导的长度差为δl；加热器，所述加热器设于所述第二波导；所述第二波导及所述加热器用于调整光波的相位，以使光波中的te偏振波从所述第一输出波导射出、光波中的tm偏振波从所述第二输出波导射出。

4、在本方案中，通过采用以上结构，通过将第二波导与第一波导设置为具有δl的长度差，并在第二波导上设置加热器，从而可以实现光波相位的调节，进而可以使得光波中te偏振波从第一输出波导射出、tm偏振波从第二输出波导射出。

5、较佳地，光波中的te偏振波、tm偏振波经所述第一波导进入所述第二分束器时的相位为k1，

6、光波中的te偏振波、tm偏振波经所述第二波导进入所述第二分束器时的相位为k2，k1与k2的相位差为nπ，其中n为大于1的奇数。

7、在本方案中，通过采用以上结构，通过将第一波导及第二波导中目标相长光波的相位差设置为nπ，可以使得光波中te偏振波从第一输出波导射出、tm偏振波从第二输出波导射出。

8、较佳地，所述第一波导的形状包括直线波导段；

9、和/或，所述第二波导的形状包括相连通的直线波导段和弯曲波导段；

10、和/或，所述第一分束器包括1分2分束器，光波经所述1分2分束器进入所述第一波导及所述第二波导；

11、和/或，所述第二分束器包括2分2分束器，所述第一波导及所述第二波导分别与所述2分2分束器的两个输入端相连通，所述2分2分束器的两个输出端形分别成所述第一输出波导及所述第二输出波导。

12、较佳地，所述第一波导的材质及所述第二波导的材质均为各向异性材料；

13、和/或，所述第一波导的材料为铌酸锂；

14、和/或，所述第二波导的材料为铌酸锂。

15、在本方案中，通过采用以上结构，第一波导、第二波导中的一种或两种设置为铌酸锂，可以充分利用铌酸锂的材料特性，提高分束装置的性能。

16、较佳地，所述第一分束器及所述第二分束器均为功率均分的分束器。

17、在本方案中，通过采用以上结构，第一分束器及第二分束器均设置为功率均分的分束器，可以使得从第一输出波导及第二输出波导射出的光波更加均匀。

18、较佳地，所述第一分束器为1分2分束器；1分2分束器的s矩阵为c1，第二波导中δl的s矩阵为t1，所述第二分束器均为2分2分束器，2分2分束器的s矩阵为c2；加热器对应的波导的长度为l2；加热器的s矩阵为t2；

19、所述分束装置的s矩阵为s1，则

20、其中：

21、c1＝[sinθ cosθ]；

22、

23、

24、

25、βte/tm表示te偏振光或tm偏振光的传播常数；

26、δβte/tm表示te偏振光或tm偏振光加热后传播常数的变化量。

27、在本方案中，通过采用以上结构，可以根据光波的波长，可以相应地设置分束装置的具体参数，从而使得光波中te偏振波从第一输出波导射出、tm偏振波从第二输出波导射出。

28、较佳地，所述第一分束器及所述第二分束器均为2分2分束器，2分2分束器的s矩阵为c2；第二波导中δl的s矩阵为t1，加热器对应的波导的长度为l2；加热器的s矩阵为t2，所述分束装置的s矩阵为s2，则

29、其中：

30、

31、

32、

33、βte/tm表示te偏振光或tm偏振光的传播常数；

34、δβte/tm表示te偏振光或tm偏振光加热后传播常数的变化量。

35、在本方案中，通过采用以上结构，可以根据光波的波长，可以相应地设置分束装置的具体参数，从而使得光波中te偏振波从第一输出波导射出、tm偏振波从第二输出波导射出。

36、较佳地，所述第一波导及所述第二波均为脊型波导。

37、在本方案中，通过采用以上结构，通过将第一波导及第二波设置均为脊型波导，可以减少光波的损耗，提高光波的透过率。

38、较佳地，所述分束装置自下向上顺次包括衬底、二氧化硅层、波导层、第一氧化物包层、加热器及第二氧化物包层。

39、一种量子光源，所述量子光源包括如上所述的分束装置。

40、在本方案中，通过采用以上结构，量子光源包括如上分束装置，可以获得高品质的te偏振波、tm偏振波，可以提高量子光源的效率，减少光波的损耗。

41、在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

42、本发明的积极进步效果在于：

43、本发明通过将第二波导与第一波导设置为具有δl的长度差，并在第二波导上设置加热器，从而可以实现光波相位的调节，进而可以使得光波中te偏振波从第一输出波导射出、tm偏振波从第二输出波导射出。

技术特征：

1.一种分束装置，其特征在于，所述分束装置包括：

2.如权利要求1所述的分束装置，其特征在于，光波中的te偏振波、tm偏振波经所述第一波导进入所述第二分束器时的相位为k1，

3.如权利要求1所述的分束装置，其特征在于，所述第一波导的形状包括直线波导段；

4.如权利要求1所述的分束装置，其特征在于，所述第一波导的材质及所述第二波导的材质均为各向异性材料；

5.如权利要求1所述的分束装置，其特征在于，所述第一分束器及所述第二分束器均为功率均分的分束器。

6.如权利要求1-5中任意一项所述的分束装置，其特征在于，所述第一分束器为1分2分束器；1分2分束器的s矩阵为c1，第二波导中δl的s矩阵为t1，所述第二分束器均为2分2分束器，2分2分束器的s矩阵为c2；加热器对应的波导的长度为l2；加热器的s矩阵为t2；

7.如权利要求1-5中任意一项所述的分束装置，其特征在于，所述第一分束器及所述第二分束器均为2分2分束器，2分2分束器的s矩阵为c2；第二波导中δl的s矩阵为t1，加热器对应的波导的长度为l2；加热器的s矩阵为t2，

8.如权利要求1所述的分束装置，其特征在于，所述第一波导及所述第二波均为脊型波导。

9.如权利要求1所述的分束装置，其特征在于，所述分束装置自下向上顺次包括衬底、二氧化硅层、波导层、第一氧化物包层、加热器及第二氧化物包层。

10.一种量子光源，其特征在于，所述量子光源包括如权利要求1-9中任意一项所述的分束装置。

技术总结本发明公开了一种分束装置及量子光源。分束装置包括：第一分束器光波分为第一束光及第二束光；第二分束器，用于输出光波；第一波导及第二波导用于将第一分束器与第二分束器相连通，第一束光经第一波导传播至第二分束器；第二束光经第二波导传播至第二分束器；第二波导与第一波导的长度差为ΔL；加热器设于第二波导；第二波导及加热器用于调整光波的相位，以使光波中的TE偏振波从第一输出波导射出、光波中的TM偏振波从第二输出波导射出。通过将第二波导与第一波导设置为具有ΔL的长度差，并在第二波导上设置加热器，从而可以实现光波相位的调节，进而可以使得光波中TE偏振波从第一输出波导射出、TM偏振波从第二输出波导射出。技术研发人员：杨乐思,彭传艳受保护的技术使用者：上海图灵智算量子科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/13