介电光学超晶格操控双光子时空纠缠的理论研究

量子纠缠是量子信息这门新兴学科的基石。目前，非线性晶体的自发参量下转换是产生光子纠缠态的主要方式之一，光子对的时空纠缠特性取决于量子态模函数的时空结构。如何裁剪或调控自发参量下转换的模函数，使纠缠光子对的时间关联和空间关联能够满足目前量子通信和量子计算方案的要求，是目前研究的热点和难点。在本项目的前期工作中，我们从理论和实验上证明了，通过设计光学超晶格的横向畴结构，可以变换模函数的空间结构。本项目拟在此基础上进一步深入的研究光学超晶格自发参量下转换的动力学过程，并考查模函数中时间-空间的耦合特征，精确地给出模函数的时空结构与光学超晶格微结构的内在联系。结合惠更斯菲涅尔原理与局域位相匹配理论，发展一套量子态模函数的调控技术以及相应的光学超晶格的设计方法。