解析ppln晶体在量子技术加速商业化的关键作用（二）：产品应用

非线性晶体，尤其是PPLN晶体，以其优异的性能在量子技术领域扮演着重要角色。现在，让我们转向实际应用，看看这些科研单位和公司是如何利用MgO:PPLN晶体的，并听听他们的评价。

*本文来源于英国Covesion公司的案例研究。上海昊量光电是Covesion公司在中国地区的合作伙伴。

太空认证的非线性光学坚固型量子激光器 (SNORQL)

铷原子磁光阱（Rb-MOT）作为下一代量子技术，可以实现超灵敏的重力测量。卫星重力遥感是监测气候变化的重要工具，它通过遥感测量地下水位和冰的质量。太空认证的非线性光学坚固型量子激光器 (SNORQL) 项目的主要目标是生产坚固耐用的封装倍频单元，在太空的“恶劣”环境条件下（温度、冲击、振动、辐射）进行实验，用于 1560到780nm转换，为基于 Rb 量子技术提供超过 1W 的输出功率。

Covesion 将与威尔士的 Compound Semiconductor Applications Catapult 和位于牛津郡 Harwell 的英国国jia实验室 STFC RAL Space 合作，以促进对太空和我们的环境的理解。Covension提供的基于波导的倍频模块交上了满意答卷，并通过了大部分环境测试。RAL Space展示了 Covension 倍频模块所具有的优异系统性能，适用于驱动 COTS 通信组件和 Covesion 波长转换模块组合的 Rb-MOT。

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无红外检测的红外成像

英国量子增强成像领域的量子技术中心（QuantIC）同样也有 Covension 非线性晶体的身影，用于开发无红外检测的红外成像。这听起来似乎有些拗口，但却意义重大。红外光谱在气体传感、农业应用、食品质量控制和生物医学成像方面非常有用，但受限于红外探测器噪声大、效率低等缺点。因此 QuantIC 项目正研究利用 Covension 的非线性 PPLN 晶体，通过波长转换连接起可见光以及红外光，提供了一种经济、有效并且紧凑的量子解决方案。许多有机和无机化合物在红外波长范围内更容易被检测，然而在可见光范围内的探测器和光源受益于更为成熟的技术。设备使用红外光操作，而可见光将信息“携带”到传统的相机，在降低设备成本的同时获得了红外信息。QuantIC 研究团队希望在未来发展这项技术，以红外光谱为目标进行癌症检测。

Jefferson Florez Gutierrez博士，伦敦帝国理工学院：

“Covesion 是 QuantIC 的一部分，而在这项研究中，我们使用了他们的块状 PPLN 晶体及其配套的炉子。

我们选择从 Covesion 购买 PPLN 产品的一个主要原因是他们提供了我们所需的所有信息，以便我们理解晶体，而且 Covesion 的销售团队使得购买过程以及随后的产品使用变得非常简单。公司之所以脱颖而出，是因为他们的极化技术非常成熟。对于我们目前拥有的晶体，我们仍然有使用晶体中已有的不同极化周期进行操作的余地。仅购买一个晶体就能覆盖巨大的波长范围。

订购过程也非常简单，我们下了订单，两周后就收到了。包装非常到位——晶体被损坏的风险几乎为零。”

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超导纳米线单光子探测器

瑞士ID Quantique（IDQ）是知名的量子安全和量子传感领域，利用光为企业开发的量子产品和技术并将其产业化，以确保数据和公共安全的长期保护。他们选择了 Covension 带加热炉的倍频波导进行频率转换，将光纤激光器产生的 1560nm 6ps 长脉冲转换为 780nm，这些脉冲用于测量 IDQ 超导纳米线单光子探测器的时间抖动。非线性频率产生是一种有效的方法，可为量子技术提供低相位噪声、高光束质量和窄线宽所需的波长。

Félix Bussières博士，研究与技术副总裁：

Covesion的产品文档非常详尽，我们能够轻松地选择所需的波导，并且与Covesion团队的讨论非常有帮助且清晰。该产品运行良好，并且经常被IDQ团队定期使用。

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纠缠光子源

格拉斯哥大学的团队研究短波红外（SWIR）量子力学和太赫兹光学，研究SWIR区域的量子光学通信，以实现日光下量子通信、太赫兹场与量子光之间物质介导相互作用的研究。由于2-2.5μm的光谱区域对光学通信具有重要价值，因为它比传统光通信C波段（1550nm）具有更多优势。因此开发这个波段的量子源和测量能力至关重要。由Matteo Cleric博士的格拉斯哥研究小组于2019年使用Covesion的PPLN晶体，展现了不可区分的2.1μm光子对以及偏振纠缠的生成和表征。而在2021年，Adetunmise Dada博士的团队在二阶非线性晶体中通过自发参量下转换（SPDC），实现了近乎Max的纠缠。在研究中，他们同样使用了Covension的PPLN晶体，切割长度分别为1和0.3mm，用于0型和2型的相位匹配。这些晶体具有不同的极化周期，并在不同的温度下进行测试，以确定在每种情况下能Max化信号和闲频光子计数率的配置。

Adetunmise Dada博士，物理与天文学院，格拉斯哥大学：

“我们在爱丁堡赫瑞瓦特大学的Extreme Light Group and Quantum Photonics Laboratory工作期间了解到Covesion的产品。Covesion的客户服务一直非常好，与Corin（Covesion的CTO，Corin Gawith教授）及其团队建立了良好的关系，他们的专业知识非常宝贵。在格拉斯哥大学的研究中两次使用了Covesion的晶体，定制产品的反应速度非常快，确保了研究的顺利进行。

特别是在我们感兴趣的领域，PPLN晶体需要周期性极化，为了确保光源的非常佳的性能并提高产生效率，需要优化极化周期。Covesion提供了多种极化周期选项，而不是单一特定周期。例如，在一种设备中，有不同组的极化周期，这使我们能够优化性能并找到非常佳的配置。”

参考内容：

https://adetunmise.com/

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aay5195

https://journals.aps.org/prapplied/abstract/10.1103/PhysRevApplied.16.L051005

原文链接:

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量子应用中的波长转换

上海频准激光科技有限公司专注于提供窄线宽激光系统，以满足量子研发的严格要求。频准激光利用Covesion的一系列MgO:PPLN晶体进行二次谐波产生、和频产生和其他非线性波长转换。至关重要的是使用 Covesion 的 PPLN 技术使频准激光能够获得仅靠基本激光器无法实现的波长。

频准激光团队在各种基于PPLN的激光系统(FL-SF-509-1-CW, FL-SF-626-5-CW)中使用PPLN晶体，用于铯里德堡原子的测量，量子计算和半导体测量。

对于量子计算，PPLN模块产生626nm的泵浦波长，并用于二次谐波产生(SHG)产生313nm的波长，这对于铍离子的操纵至关重要。在量子技术这一令人兴奋的领域进行实验，促进了这一领域的进步和理解，并为未来更多的研究和开发铺平了道路。

除此之外，频准激光还使用PPLN晶体来产生对光钟开发至关重要的特定波长。研究人员利用他们的激光模块(FL-SF-813-15-CW和FL-SF-759-10-CW)设计了一个系统，该系统能够产生达到要求精度操纵原子状态所需的特定波长。这反过来又为光钟设置中的精确计时提供了稳定性和高质量的输出。

Covesion的PPLN晶体也被频准激光的工程师用于激光冷却和捕获技术，使他们能够实现对原子粒子的精确控制和操纵。研究人员能够有效地操纵原子运动，并实现量子物理学和原子光谱学基础研究所需的低温。

频准激光：

“Covesion 以其生产具有优良光学特性和可靠性的高质量 PPLN 晶体而闻名。这种可靠性对于需要一致性和稳定性的实验设置至关重要。Covesion 还提供定制选项，以满足激光冷却和捕获实验的具体要求。这包括对极化周期和晶体尺寸的控制，以实现所需的频率转换的相位匹配条件。

此外，成本效益、用心的客户支持以及配套产品和服务的可用性也在我们决定与 Covesion 合作中发挥了作用。他们的客户服务的一个突出方面是他们愿意根据我们请求的详细信息提供个性化建议。他们为我们的系统提供了有关 PPLN 晶体合适规格的宝贵见解，以确保所需的效率和性能。

在整个购买过程中，他们保持了清晰透明的沟通，及时解决我们有任何问题或疑虑。他们对确保客户满意的承诺在每一次互动中都显而易见，他们不遗余力地满足我们的请求。Covesion 的用心客户服务不仅使购买体验变得顺畅无压力，而且还让我们对他们产品的质量和可靠性充满信心。他们对客户满意度的奉献确实使他们与众不同，成为我们值得信赖的合作伙伴。”

原文链接:

https://covesion.com/zh-cn/%E7%9F%A5%E8%AF%86%E4%B8%AD%E5%BF%83/%E6%A1%88%E4%BE%8B%E5%88%86%E6%9E%90-%E4%B8%8A%E6%B5%B7%E6%99%AE%E9%94%90%E6%BF%80%E5%85%89%E7%A7%91%E6%8A%80%E6%9C%89%E9%99%90%E5%85%AC%E5%8F%B8/

审核编辑 黄宇