偏振态在铌酸锂波导中的测量.pdf

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1、硕士学位论文偏振态在铌酸锂波导中的测量MEASUREMENTOFPOLARIZATIONINLiNbO3WAVEGUIDES郭越哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：O436学校代码：10213国际图书分类号：535密级：公开工学硕士学位论文偏振态在铌酸锂波导中的测量硕士研究生：郭越导师：马晶教授申请学位：工学硕士学科：物理电子学所在单位：航天学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:O436U.D.C:535DissertationfortheMast

2、erDegreeinEngineeringMEASUREMENTOFPOLARIZATIONINLi2NbO3WAVEGUIDESCandidate：YueGuoSupervisor：Prof.JingMaAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：PhysicalElectronicsAffiliation：SchoolofAstronauticsDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Insti

3、tution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要量子通信因传输信息的绝对安全性近几年得到了飞速发展，偏振纠缠光子对之间的相互联系、相互影响使得其在量子计算和量子通信中起到了很大的作用，所以实现偏振纠缠光子对的产生、操控和测量在量子通信中的意义重大。本文主要研究光偏振态的测量，而对光偏振测量以往是在自由空间中测得，但是误差大、损耗高，近几年可以通过飞秒激光写入玻璃中测量光的偏振态，但由于玻璃的不可调节，使加工较为繁琐。本论文的创新点：设计了只需要控制电压

4、就可以在铌酸锂波导芯片中实现光偏振态测量的方法，该方法将偏振旋转和偏振分光集成在铌酸锂波导中来实现光偏振态的测量。使用这种测量光偏振态的方法明显优势：只有一个控制因素易调节，在密闭空间中损耗小，集成化体积小，因此在量子通信上有很高的应用价值。为了实现精确的测量光的偏振态，需要通过不断的调节优化偏振旋转和偏振分光的设计参数，使其达到消光比最高。首先通过数值模拟分析光场在波导中的传播，设计了偏振分光达到理想消光比时的参数，然后在外协加工通过Ti扩散加工波导，考虑到工艺精度的问题，实验测量多组样品，每组样品的耦

5、合长度，波导宽度（Ti条宽度），波导间距（Ti条边缘间距）都不同，对测量实验结果进行分析并对第一批样品的耦合长度，偏振分光电极长度，缓冲层SiO2宽度的设计参数进行优化，优化后测量TE偏振分光消光比30dB，偏振旋转消光比达到20dB以上。通过理论研究和实验验证了将偏振旋转和偏振分光集成在铌酸锂波导测量光偏振态的可行性，可以应用在量子通信中测量光的偏振态。关键词：纠缠光子，集成波导，电光效应，偏振旋转，偏振分光I哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractQuantumcommunicationhasb

6、eenrapidlydevelopedinrecentyearsbecauseoftheabsolutesecurityofthetransmittedinformation.Theinterrelationandmutualinfluencebetweenpolarization-entangledphotonpairsmakesitplayasignificantroleinquantumcomputingandcommunication.Therefore,polarization-entangle

7、dphotonsarerealized.Thegeneration,manipulationandmeasurementofpairsareofgreatsignificanceinquantumcommunication.Thispaperfocusesonthemeasurementofthepolarizationstateoflight,whereasthemeasurementoflightpolarizationwaspreviouslyperformedinfreespace,butwith

8、largeerrorsandhighlosses.Inrecentyears,thepolarizationstateoflightcanbemeasuredbywritingafemtosecondlaserintoglass.Thenon-adjustableglassmakestheprocessingmorecumbersome.Theinnovationofthisdissertationistodesignamet