【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于量子纠缠光源特性分析领域，具体涉及一种基于波长-时间映射的纠缠双光子源波长测量及反馈方法。
技术介绍
1、量子纠缠双光子源是量子光学系统中的重要资源，在量子信息技术发展过程中扮演着不可或缺的角色。其中，能量-时间纠缠双光子因其独特的非定域强时间关联特性，经过长距离光纤传输后，可通过非定域色散消除特性实现双光子源对链路损耗和退相干效应的鲁棒性，因而受到越来越多的关注，光通信波段的能量-时间纠缠双光子源已被应用于多种基于光纤的量子通信和精密计量实验中。
2、自发参量下转换过程是产生纠缠双光子源最常见的方法。由于非线性波导相较非线性晶体具有更高的非线性转换效率，且能够与标准单模光纤模式良好匹配利于光子收集，采用连续激光泵浦周期极化非线性波导，如周期极化铌酸锂(ppln)波导，产生能量-时间纠缠双光子源对已经得到了广泛的发展和研究。该方法采用温度控制器进行准相位匹配的调节，装置简单且易于操作，从而可实现纠缠双光子源的波长调节。但由于非线性波导加工过程中存在的工艺缺陷，导致不同波导存在不同的热处理残余应力，表现为不同的波导即使在上述温控条件下，相位匹配波长存在长期无规则漂移，对于诸多基于能量-时间纠缠双光子源的量子实验系统性能具有不利影响。譬如量子时间同步系统中，纠缠源的光子波长稳定性对于同步精度至关重要。以经过100km单模光纤连接的双向量子时间同步系统为例，如果光纤链路两端的两个纠缠源的信号光子中心波长均漂移0.1nm，将引入大约170ps的同步不确定度。同时由于波长漂移导致双向链路的不对称性增大，时间同步稳
3、为实现对纠缠双光子源的单路光子波长测量，之前提出的方法均需要接入一台可调谐滤波器到待测光子的光路上，通过扫描滤波器的通光波长，完成对该路光子的频谱强度分布测量。这类频域测量法易于操作，用途广泛，但由于需要较长的扫描时间以获得完整的光谱信息，无法满足上述对纠缠双光子源的波长进行准确实时监测以及动态反馈稳定的应用需求。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种基于波长-时间映射的纠缠双光子源波长测量及反馈方法。本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
2、一种基于波长-时间映射的纠缠双光子源波长测量方法，应用于基于波长-时间映射的纠缠双光子源波长测量装置，所述测量装置包括：纠缠双光子源、第一单光子探测器、第二单光子探测器、密集波分复用器、色散元件和时间相关单光子计数器；
3、该方法包括：
4、选择若干不同的密集波分复用器输出通道以得到对应若干个符合测量的中心值，对所述若干个符合测量的中心值进行拟合，得到色散系数值；
5、从所述若干不同的密集波分复用器输出通道中选择两个输出通道，调节纠缠双光子源的温度，使得分别在该两个输出通道的中心波长窗口下的单光子计数最大，并记录两次对应的温度值以得到温度调谐系数；
6、从所述若干不同的密集波分复用器输出通道中选择中心波长为预设波长的通道，调节纠缠双光子源的温度，使得在该预设波长窗口下的单光子计数最大，以得到纠缠双光子源波长初始时刻的符合分布中心位置。
7、在一个具体实施方式中，对所述若干个符合测量的中心值进行拟合的公式为：
8、τ＝τ0+λm·gdd，其中，τ0为偏置项，gdd为光纤布拉格光栅的色散系数，λm为若干个符合测量的中心值。
9、在一个具体实施方式中，温度调谐系数为：其中，λm1和λm2分别为两个输出通道的中心波长，t1和t2分别为两个输出通道对应的温度值。
10、本专利技术同时提供一种基于波长-时间映射的纠缠双光子源波长反馈方法，包括：
11、获取纠缠双光子源初始时刻的符合分布中心位置；
12、比较纠缠双光子源在不同测量时间的符合分布中心位置相对于初始时刻的符合分布中心位置，得到时延差值；
13、根据所述色散系数值和所述时延差值得到纠缠双光子源在该测量时间下的实时波长变化值；
14、根据所述实时波长变化值得到实时温度调整量，根据所述实时温度调整量对纠缠双光子源的温度进行调整以实现波长反馈调整。
15、在一个具体实施方式中，根据所述实时波长变化值得到实时温度调整量，包括：
16、对所述实时波长变化值进行比例、积分和微分运算得到校准波长误差；
17、根据所述校准波长误差和温度调谐系数得到实时温度调整量。
18、在一个具体实施方式中，所述波长误差计算公式为：其中，kp、ti、td分别为比例、积分、微分系数，δλ(tn)为当前原始误差，δλ(tj)为实时波长变化值，δλ(tj-1)为上一时刻波长变化值，t为时间差。
19、本专利技术同时提供一种基于波长-时间映射的纠缠双光子源波长反馈装置，包括：
20、初始化单元，用于获取纠缠双光子源初始时刻的符合分布中心位置；
21、波长变化量检测单元，用于比较纠缠双光子源在不同测量时间的符合分布中心位置相对于初始时刻的符合分布中心位置，得到时延差值，并且根据所述色散系数值和所述时延差值得到纠缠双光子源在该测量时间下的实时波长变化值；
22、波长反馈调节单元，用于根据所述实时波长变化值得到实时温度调整量，根据所述实时温度调整量对纠缠双光子源的温度进行调整以实现波长反馈调整。
23、在一个具体实施方式中，所述初始化单元包括：纠缠双光子源、第一单光子探测器、第二单光子探测器、色散元件和时间相关单光子计数器；所述纠缠双光子源连接所述第一单光子探测器和所述色散元件，所述色散元件连接所述第二单光子探测器，所述第一单光子探测器和所述第二单光子探测器连接所述时间相关单光子计数器，所述时间相关单光子计数器连接所述波长变化量检测单元。
24、在一个具体实施方式中，根据所述实时波长变化值得到实时温度调整量，包括：
25、对所述实时波长变化值进行比例、积分和微分运算得到校准波长误差；
26、根据所述校准波长误差和温度调谐系数得到实时温度调整量。
27、在一个具体实施方式中，所述波长误差计算公式为：其中，kp、ti、td分别为比例、积分、微分系数，δλ(tn)为当前原始误差，δλ(tj)为实时波长变化值，δλ(tj-1)为上一时刻波长变化值，t为时间差。
28、本专利技术的有益效果：
29、1、本专利技术的基于波长-时间映射的纠缠双光子源波长测量方法无需使用滤波器，不需要通过波长扫描方式获得纠缠双光子的波长信息，极大的减少了测量时间，满足了波长实时测量的需求，同时该方法与量子光学系统兼容，具有成本低廉易于实施的优点；本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于波长-时间映射的纠缠双光子源波长测量方法，其特征在于，应用于基于波长-时间映射的纠缠双光子源波长测量装置，所述测量装置包括：纠缠双光子源、第一单光子探测器、第二单光子探测器、密集波分复用器、色散元件和时间相关单光子计数器；
2.根据权利要求1所述的基于波长-时间映射的纠缠双光子源波长测量方法，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的基于波长-时间映射的纠缠双光子源波长测量方法，其特征在于，
4.一种基于波长-时间映射的纠缠双光子源波长反馈方法，其特征在于，包括：
5.根据权利要求4所述的基于波长-时间映射的纠缠双光子源波长反馈方法，其特征在于，根据所述实时波长变化值得到实时温度调整量，包括：
6.根据权利要求5所述的基于波长-时间映射的纠缠双光子源波长反馈方法，其特征在于，所述波长误差计算公式为：其中，Kp、Ti、Td分别为比例、积分、微分系数，Δλ(tn)为当前原始误差，Δλ(tj)为实时波长变化值，Δλ(tj-1)为上一时刻波长变化值，T为时间差。
7.一种基于波长-时间映射的纠缠双光子源波长反
8.根据权利要求7所述的基于波长-时间映射的纠缠双光子源波长反馈装置，其特征在于，所述初始化单元包括：纠缠双光子源、第一单光子探测器、第二单光子探测器、色散元件和时间相关单光子计数器；所述纠缠双光子源连接所述第一单光子探测器和所述色散元件，所述色散元件连接所述第二单光子探测器，所述第一单光子探测器和所述第二单光子探测器连接所述时间相关单光子计数器，所述时间相关单光子计数器连接所述波长变化量检测单元。
9.根据权利要求7所述的基于波长-时间映射的纠缠双光子源波长反馈装置，其特征在于，根据所述实时波长变化值得到实时温度调整量，包括：
10.根据权利要求9所述的基于波长-时间映射的纠缠双光子源波长反馈装置，其特征在于，所述波长误差计算公式为：其中，Kp、Ti、Td分别为比例、积分、微分系数，Δλ(tn)为当前原始误差，Δλ(tj)为实时波长变化值，Δλ(tj-1)为上一时刻波长变化值，T为时间差。
...【技术特征摘要】
1.一种基于波长-时间映射的纠缠双光子源波长测量方法，其特征在于，应用于基于波长-时间映射的纠缠双光子源波长测量装置，所述测量装置包括：纠缠双光子源、第一单光子探测器、第二单光子探测器、密集波分复用器、色散元件和时间相关单光子计数器；
2.根据权利要求1所述的基于波长-时间映射的纠缠双光子源波长测量方法，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的基于波长-时间映射的纠缠双光子源波长测量方法，其特征在于，
4.一种基于波长-时间映射的纠缠双光子源波长反馈方法，其特征在于，包括：
5.根据权利要求4所述的基于波长-时间映射的纠缠双光子源波长反馈方法，其特征在于，根据所述实时波长变化值得到实时温度调整量，包括：
6.根据权利要求5所述的基于波长-时间映射的纠缠双光子源波长反馈方法，其特征在于，所述波长误差计算公式为：其中，kp、ti、td分别为比例、积分、微分系数，δλ(tn)为当前原始误差，δλ(tj)为实时波长变化值，δλ(tj-1)为上一时刻波长变化值，t为时间...
【专利技术属性】
技术研发人员：董瑞芳，刘妤婷，项晓，洪辉博，权润爱，刘涛，张首刚，
申请(专利权)人：中国科学院国家授时中心，
类型：发明
国别省市：
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