量子技术

2023-02-16 09:04:08, 韵翔光电江阴韵翔光电技术有限公司

量子技术

Thorlabs量子技术应用设备

Thorlabs提供一系列用于量子技术和应用的光子学设备，包括：

单光子光源和探测器

具有氮-空位中心的单晶金刚石

具有优异共模抑制比的平衡探测器

具有高精密和长期对准稳定性的Polaris®光学调整架

保偏光纤跳线

衍射极限光纤耦合器和准直器

光纤偏振控制器

兼容高真空的视口片和窗口片

兼容超高真空的光纤馈通

密封参比气池

适合教学和培训的量子力学概念演示套件

技术世界正在经历一场量子革命。量子通信、计算、成像、传感和模拟领域的快速发展已经利用不确定性原理、叠加和纠缠等反直觉的量子力学概念实现新的科学发现和改变世界的技术。在量子技术不断发展的进程中，Thorlabs一直致力于为基于光子学的量子应用提供必要的组件。

单光子光源

宣布式单光子光源，g(2)(τ=0) < 0.1

自发参量下转换(SPDC)光源(共线II型)

产生810 nm光子对

集成405 nm泵浦激光器

>0.45高宣布效率

>450kHz光子对产生速率

发射光子波长稳定度±2.5nm

室温工作

Thorlabs关联光子对光源通过自发参量下转换(SPDC)产生一对810nm能量-时间纠缠光子。这个完整的光源集成405 nm泵浦激光器，每秒产生光子对的速率大于450 kHz，宣布效率大于0.45。此光源是一种高亮度宣布式单光子光源，可实现小于0.1的零延迟二阶相关函数[g(2) (τ = 0)]值，非常适合量子光学应用。

信号和闲频光子之间的二阶相干度测量结果[g(2)(τ)]。τ = 0处的峰确认了光子对的产生。

光子对光源通过P1-780PM-FC-1光纤跳线(包含)输出信号和闲频光子。

单光子探测器

单光子探测或计数模块

低暗计数

探测有源区尺寸：Ø20µm、Ø50µm、Ø100µm或Ø500µm

主动抑制和温度稳定

Thorlabs的单光子计数器具有一系列光子探测效率(PDE)、探测尺寸、增益选项和波长范围。SPDMA单光子探测模块设计用于350到1100 nm，具有连续可调增益和SMA电接头，通过SMA连接可在示波器或所连接的外部计数器中查看TTL输出。相比之下，SPDMHx固定增益单光子探测模块用于400到1000 nm，具有NIR范围内较高的PDE(见右图)和较低的最大暗计数率；输出TTL脉冲可通过LEMO接头读取。最后，SPCMxxA(/M)单光子计数模块包含内置31位光子计数器，并附带用于控制探测器和读取输出的软件包，适用于350到900 nm。

SPDMA探测器具有较大的Ø500 μm有源区，可调增益，并在NIR范围提供延伸的PDE。

SPDMH3探测器具有用于自由空间输入光束的Ø100 μm探测有源区，固定增益，并提供低暗计数率。

SPDMH2F探测器具有预对准探测器的FC/PC输入接头。

SPCM50A计数模块具有Ø50 μm有源区，内置31位光子计数器，并附带软件包。

此处为SPDMA模块(在最大和最小增益时)、SPDMHx模块、以及SPCMxxA(/M)模块的光子探测效率与波长的函数关系。SPDMA模块的工作范围为350 nm - 1100 nm，SPDMHx模块的工作范围为400 nm - 1000 nm，SPCMxxA(/M)模块的工作范围为350 nm - 900 nm。

平衡探测器

提供光纤耦合或自由空间版本

Si或InGaAs探测器

带宽最高2.5 GH的各种型号

波长范围：320 nm到1700 nm

共模抑制比最高>35dB，取决于型号

Thorlabs平衡光电探测器相当于平衡接收器，通过两个光学输入信号相减消除共模噪声。这样可以从干扰的噪声本底中提取信号路径中的微小变化。每个探测器使用两个非常匹配的Si或InGaAs探测器和一个超低噪声跨阻放大器，用于更好地降低噪声。我们的光纤耦合版带快速监测输出的平衡探测器具有兼容FC/PC或FC/APC的转接件；有些型号可以移除转接件，从而用于自由空间光耦合。我们也提供设计用于自由空间应用的平衡探测器，它们具有更大的有源探测区域，探测器直径可达5 mm。

我们也提供使用雪崩光电二极管的自动平衡探测器，它们最适合低光输入功率的应用。这种光纤耦合探测器最适合1300 nm应用，并带有自动平衡探测模块，对于变化速率比可调谐截止频率更慢的两个光输入信号，它能自动补偿两信号的功率差。

PDB450C 通过可移除转接件接收FC/PC或FC/APC光纤输入。输出信号通过SMA母接头传输。

PDB210A 设计用于自由空间输入，具有两个间隔2英寸的Ø5 mm Si探测器，更方便光束对准

保偏(PM)光纤

工作波长从NUV到NIR

提供FC/PC、FC/APC以及FC/PC和FC/APC混合的光纤跳线

高消光比(33dB Typ.)保偏光纤跳线

镀增透膜的光纤跳线能提高系统透过率

Thorlabs保偏(PM)单模光纤跳线提供多种接头选项，包括FC/PC、FC/APC以及FC/PC和FC/APC混合的跳线。设计波长从375 nm到2000 nm的光纤跳线备有库存。我们的高消光比保偏光纤跳线经过特别设计，相比标准的PM光纤跳线有更高的消光比和更低的插入损耗。我们也提供镀增透膜的保偏光纤跳线，它们在输出自由空间光束或进行光纤耦合时能将反射率降至最低。

P3-780PMY-2保偏光纤具有780 nm对准波长和22 dB典型消光比。

我们的保偏光纤的接头键与光纤慢轴对准。

光纤准直

三或四透镜设计提供近高斯输出

衍射极限波前误差：λ/8(典型峰谷值)

非常适合光纤到自由空间的准直或耦合

三合透镜光纤准直器/耦合器

三元件、空气隙透镜设计

焦距接近6 mm、12 mm、18 mm或25mm

对准波长从405 nm到2 μm

FC/PC和FC/APC接头版本可选

Thorlabs三合透镜光纤准直器采用空气隙三合透镜，相比非球面透镜准直器提供更优异的光束质量。低像差三合透镜设计的优势包括更接近于1的M2因子(高斯光束)、更小的发散角和更小的波前误差。我们的标准三合透镜光纤准直器的对准波长范围从405 nm至2 μm，有效焦距约为6 mm、12 mm、18 mm或25 mm，可选FC/PC或FC/APC接头。准直器中的每个透镜都镀有宽带增透膜，从而将表面反射引起的损耗降至最低。另外，这些三合透镜准直器器使用具有严格公差陶瓷套管的高精密2.2 mm宽插键接头，可以提供出色的指向可重复性，方便用户拆卸和替换光纤。

大光束消色差光纤准直器，可调焦

较长的有效焦距：20 mm、40 mm或80 mm

四元件、空气隙透镜设计

FC/PC、FC/APC或SMA接头

三种增透膜波长范围可选

我们可调焦消色差光纤准直器的有效焦距(EFL)为20 mm、40 mm或80 mm。与非球面透镜准直器相比，这种四元件、空气隙透镜设计能够产生更好的光束质量(M2接近1)和更小的波前误差。通过旋转外壳中间的红色环可以在无限远和最近对焦距离之间调节对焦距离。这样可以简单地优化自由空间激光到光纤的耦合效率。每个标准准直器具有以下三种增透膜的一种：400 - 650 nm、650 - 1050 nm或1050 - 1650 nm。如果需要中心为特定波长的激光线增透膜，请联系techsupport-cn@thorlabs.com。40 mm EFL和80 mm EFL准直器在自由空间端分别具有SM1(1.035"-40)和SM2(2.035"-40)外螺纹，而20 mm EFL准直器包含SM05(0.035"-40)内螺纹和SM1(1.035"-40)外螺纹。这可以将透镜套筒连接到准直器的自由空间端。

我们的三合透镜准直器采用空气隙设计，相比非球面透镜准直器提供更好的光束质量和更小的波前误差。

TC25FC-1064具有与波长相关的25.23 mm焦距、0.25 NA和1060 nm对准波长为。

C40FC-C准直器通过SM1RC(/M)滑环安装在Ø1/2英寸接杆上

光纤偏振管理

桨式光纤偏振控制器

在线性、圆形和椭圆偏振态之间转换

兼容带Ø900 µm护套的光纤

提供双桨或三桨的手动或电动版本

Thorlabs提供手动和电动双桨或三桨偏振控制器，通过光纤中的应力双折射来动态控制光的输出偏振态。每个桨可作为一个独立的分数波片，通过旋转每个单独的桨，从而改变缠绕盘平面内光纤的快轴，实现整个邦加球的偏振。手动光纤偏振控制器可预先安装六种光纤类型中的一种，或空置以让用户插入自己的带Ø900 µm护套的单模光纤。电动光纤偏振控制器空置，可以使用Thorlabs的Kinesis®软件包驱动。

已安装的MPC220控制器装有Ø900 µm护套FC/PC跳线。所连接的USB电缆用于供电和与Kinesis软件通信。

旋转FPC032光纤控制器的三个桨以控制输出偏振。图中指示了第三个桨的快轴和慢轴。

紧凑型光纤偏振控制器

光纤挤压设计相当于光纤内部的可变波片

外型紧凑

提供用于Ø250 µm裸纤或带Ø900 µm紧致缓冲层护套光纤的版本

我们的紧凑型全光纤偏振控制器通过机械挤压光纤在SM光纤内产生应力双折射，使其能够像单个连续可变波片，类似于Soleil-Babinet补偿器。这些控制器设计用于Ø250 µm裸纤或带Ø900 µm紧致护套的光纤，无需断开任何一端与装置的连接，光纤可以直接夹入此控制器。

紧凑型全光纤偏振控制器的特性

FiberBench偏振控制器套件配有两个FiberPort、两个旋转四分之一波片、一个旋转半波片和一个防尘罩。

FiberBench偏振控制器

确定的偏振控制

机械和热稳定性

支持FC/PC和FC/APC接头

工作范围：700-1050nm或1100-1620nm

Thorlabs的FiberBench偏振控制器套件可以将任意偏振态的输入转化为任意偏振态的输出。基于我们的FiberBench产品线，全不锈钢结构提供高热稳定性和机械稳定性。我们的单轴偏振控制器套件包含两个FiberPorts、两个旋转四分之一波片、一个旋转半波片，工作范围为700 - 1050 nm(PC-FFB-780)或1100 - 1620 nm(PC-FFB-1550)。这些套件非常适合输出偏振的可重复和确定性控制。我们还提供可变偏振分束器套件，此套件使用偏振分束立方将光分成水平和垂直偏振分量。其工作范围为700 - 1000 nm(PFS-FFT-1X2-780)或1200 - 1600 nm(PFS-FFT-1X2-1550)，并配备三个FiberPort、一个偏振分束镜和一个半波片。我们所有的FiberBench偏振控制器套件都兼容FC/PC和FC/APC接头。

除套件外，我们还提供单独的FiberBench偏振模块，例如线性偏振参考模块和精密旋转线性偏振片模块。

熔融光纤偏振合束器/分束器

结合或分离正交偏振光

中心波长从780nm到1550nm

带有无接头的光纤引线或2.0mm窄键FC/PC或FC/APC接头

我们提供多种熔融光纤偏振合束器和分束器，可用于使用中心波长从780到1550 nm的连续融合光纤结点来结合或分离正交线偏振光。我们提供带两个PM输入端口和一个SM输出端口、带一个SM输入端口和两个PM输出端口或带三个PM端口的选项。

上图显示了带接头的熔融光纤偏振合束器的合束方向。

图中显示了我们基于光纤的偏振光束合束器/分束器(3个PM端口)的偏振方向和所使用的全光纤方解石棱镜。