硅基微环腔的结构参数、半导体特性和工艺形貌会对相关光子对输出重复频率产生重要影响。将晶体硅非线性损耗计入输出重复频率的仿真计算,推导出全通型硅基微环腔自发四波混频效应模型,并利用该模型研究了全通型硅基微环腔品质因数、微环腔半径、晶体硅自由载流子寿命等参数对输出重复频率的影响。结果表明,当外品质因数取值5×104, 抽运功率达到15 mW且继续升高时,输出重复频率反而降低;理想情况下微环腔半径越小,输出重复频率越高;对硅基微环腔相关光子对光源而言,提高输出重复频率的首选方案是降低自由载流子寿命。

利用基于光纤的便携式偏振纠缠光子对源作为检测光源,搭建了使用单模光纤进行耦合的量子椭圆偏振光测量装置。实验测量了氧化层厚度为100 nm的氧化膜硅片样品,通过将偏振纠缠光子对中的一路经由氧化膜硅片样品进行反射,然后借助双光子符合计数方法测量反射后的量子态,得到了样品的椭圆偏振参数。当入射到样品上的光子波长为1 558.17 nm,入射角为30°时,通过三次实验所得的椭圆偏振参数(ψ,Δ)的平均值分别为40.23°和173.10°,标准差分别为0.046°和0.403°,测量结果的相对标准偏差小于1％,同时该结果与仿真模拟值相符。

使用脉宽为1.6 ps的脉冲光抽运0.6 m长的光子晶体光纤，测量由光纤中自发四波混频过程所产生光子对的频谱，并利用所获得的相位匹配数据确定了待测光纤的色散。当抽运光的中心波长以1 nm的步长，在1037 ~1047 nm的范围内变化时，通过可调谐滤波器和单光子探测器测量光子晶体光纤产生的信号和闲频光子对的频谱，从而获得11组四波混频相位匹配数据。然后使用阶跃有效折射率模型对所获得的相位匹配数据进行拟合，得出待测光子晶体光纤的纤芯半径和包层空气比的有效值分别为0.949 μm和29.52%，并在此基础上计算了光纤的色散及全频谱范围内的四波混频相位匹配曲线。实验结果显示，曲线预测值与实测值之间误差小于0.1%。