一种测量光纤色散的系统及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107135034A(43)申请公布日2017.09.05(21)申请号201710474217.X(22)申请日2017.06.21(71)申请人华中科技大学地址430074湖北省武汉市洪山区珞喻路1037号(72)发明人汪毅邵捷周朝彪(74)专利代理机构华中科技大学专利中心42201代理人廖盈春李智(51)Int.Cl.H04B10/079(2013.01)权利要求书3页说明书7页附图2页(54)发明名称一种测量光纤色散的系统及方法(57)摘要本发明公开了一种测量光纤色散的系统及方法，包括：通过连续激光器发射激光；利用激光引起的自发四波混频非线性效应产生宽谱的非简并的时间能量纠缠光子对；通过带通滤波器对宽谱的非简并的时间能量纠缠光子对和残留的激光进行滤波，得到波长位于带通区间的非简并的时间能量纠缠光子对；从通过色散补偿光纤后的波长位于带通区间的非简并的时间能量纠缠光子对中选出至少一对具有时间能量纠缠特性的光子；记录每对具有时间能量纠缠特性的光子到达双通道单光子探测器的时间差，每对具有时间能量纠缠特性的光子到达双通道单光子探测器的时间差用于确定色散补偿光纤在各波长点的色散系数。本发明通过低成本的连续激光器可降低光纤色散测量成本。CN107135034ACN107135034A权利要求书1/3页1.一种测量光纤色散的系统，其特征在于，包括：连续激光器、硅纳米线波导、带阻滤波器、波分复用器、双通道单光子探测器以及时间相关单光子计数器；所述连续激光器用于发射激光；所述硅纳米线波导用于在激光泵浦下产生自发四波混频非线性效应，进而产生宽谱的非简并的时间能量纠缠光子对；所述带阻滤波器用于对所产生的宽谱的非简并的时间能量纠缠光子对和残留的激光进行滤波，得到波长位于其带通区间的非简并的时间能量纠缠光子对，所述残留的激光为所述四波混频非线性效应未消耗的激光；所述波分复用器用于从通过色散补偿光纤后的非简并的时间能量纠缠光子对中选出至少一对具有时间能量纠缠特性的光子；所述双通道单光子探测器用于接入所述至少一对具有时间能量纠缠特性的光子，每对具有时间能量纠缠特性的光子达到所述双通道单光子探测器的时间差不同；所述时间相关单光子计数器用于记录每对具有时间能量纠缠特性的光子到达所述双通道单光子探测器的时间差，所述每对具有时间能量纠缠特性的光子到达所述双通道单光子探测器的时间差用于与每对具有时间能量纠缠特性的光子对应的波长共同确定所述色散补偿光纤在各波长点的色散系数，所述每对具有时间能量纠缠特性的光子对应的波长根据所述激光的波长以及用于选择该对光子所用的波分复用器的通道确定。2.根据权利要求1所述的测量光纤色散的系统，其特征在于，还包括：掺饵光纤放大器和带通滤波器；所述掺饵光纤放大器用于对所述连续激光器发射激光的功率进行放大；所述带通滤波器用于过滤掉所述功率放大后的激光的边带噪声，并将过滤掉边带噪声的激光输出，所述用于产生宽谱的非简并的时间能量纠缠光子对的激光为所述带通滤波器输出的激光。3.根据权利要求1所述的测量光纤色散的系统，其特征在于，还包括：偏振控制器；所述偏振控制器用于调节所述带通滤波器输出的激光的偏振态，以便获得所述激光与硅纳米线波导之间的最佳耦合效率。4.根据权利要求1所述的测量光纤色散的系统，其特征在于，所述带阻滤波器的带通区对应的波长区间不包括所述激光的波长。5.根据权利要求1所述的测量光纤色散的系统，其特征在于，所述色散补偿光纤在各波长点的色散系数D(λ)通过以下公式确定；其中，λ为通过所述色散补偿光纤的激光波长，τg(λ)为由所述色散补偿光纤引起的时2-2延，τg(λ)＝aλ+bλ+c，a和b根据每对具有时间能量纠缠特性的光子到达所述双通道单光子探测器的时间差和每对具有时间能量纠缠特性的光子对应的波长确定，具体通过以下公式确定：22-2-2Δτg(λin,λsn)＝τg(λin)-τg(λsn)＝a(λin-λsn)+b(λin-λsn)＝tn-t0其中，τg(λin)和τg(λsn)分别为n对闲频光子和信号光子由所述色散补偿光纤引起的时延，tn为第n对闲频光子和信号光子到达所述双通道单光子探测器的时间差，t0为所述双通2CN107135034A权利要求书2/3页道单光子探测器两通道之间的电延时，每对具有时间能量纠缠特性的光子包括闲频光子和信号光子，λin和λsn分别为第n对闲频光子和信号光子的波长，所述激光的波长为λp，所述第n对闲频光子和信号光子的波长通过以下公式确定：6.一种测量光纤色散的方法，其特征在于，包括：通过连续激光器发射激光；利用激光引起的自发四波混频非线性效应产生宽谱的非简并的时间能量纠缠光子对；通过带通滤波器对所述宽谱的非简并的时间能量纠