(57)【要約】【課題】  ファイバ通信波長帯の偏波エンタングル光子対を出力することができるエンタングル光子対発生装置を提供すること。【解決手段】  ポンプ光源１１と、このポンプ光源１１からのパルス光を透過させる波長カップラー１２と、この波長カップラー１２から透過したパルス光を第１の端子で受ける１×２の入出力端子を有する偏波ビームスプリッタ１３と、この偏波ビームスプリッタ１３の第２の端子と第３の端子間に光ファイバ１４を介して設けられたＬＮ導波路１５と、偏波ビームスプリッタ１３の第１の端子から出力されたシグナル光子とアイドラー光子を、波長カップラー１２を介して分離する波長フィルタ１６とから構成されている。ファイバ通信波長帯において、安定でファイバ伝送システムに適した偏波エンタングル光子対を発生させることが可能となる。【選択図】  図２
2005266334.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプ光源からのパルス光の光経路上に設けられた１×２の入出力端子を有する偏波ビームスプリッタと、
該偏波ビームスプリッタの第１の端子に波長λｐのポンプ光を入力し、第２の端子に前記ポンプ光の縦偏波成分を、第３の端子に前記ポンプ光の横偏波成分を、それぞれ等しいパワーで出力する入出力手段と、
１×１の入出力端子を有し、前記偏波ビームスプリッタの端子間に接続された２次の光非線形素子と、
前記偏波ビームスプリッタの第２の端子から出力された前記ポンプ光を縦偏波状態として前記光非線形素子の第１の端子に入力する第１の入力手段と、
前記偏波ビームスプリッタの第３の端子から出力された前記ポンプ光を縦偏波状態として前記光非線形素子の第２の端子に入力する第２の入力手段と、
前記光非線形素子内で発生した、該光非線形素子の前記第１の端子から縦偏波状態として出力される１／λｐ＝１／λｓ＋１／λｉを満たす波長λｓのシグナル光子と波長λｉのアイドラー光子を、前記偏波ビームスプリッタの前記第２の端子へ縦偏波状態として入力する第３の入力手段と、
前記光非線形素子内で発生した、該光非線形素子の前記第２の端子から縦偏波状態として出力される１／λｐ＝１／λｓ＋１／λｉを満たす波長λｓのシグナル光子と波長λｉのアイドラー光子を、前記偏波ビームスプリッタの前記第３の端子へ横偏波状態として入力する第４の入力手段と、
前記偏波ビームスプリッタの前記第１の端子から出力された前記シグナル光子と前記アンドラー光子を各々取り出す取得手段と
を備えたことを特徴とするエンタングル光子対発生装置。
【請求項２】
前記光非線形素子が、擬似位相整合光導波路構造であることを特徴とする請求項１に記載のエンタングル光子対発生装置。
【請求項３】
前記取得手段が、波長カップラー及び波長フィルタであることを特徴とする請求項１又は２に記載のエンタングル光子対発生装置。
【請求項４】
前記縦偏波状態と前記横偏波状態間の位相差を調整する光学素子を前記光経路上に設けたことを特徴とする請求項１，２又は３に記載のエンタングル光子対発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンタングル光子対発生装置に関し、より詳細には、量子暗号通信における量子暗号鍵伝送技術に係るもので、量子相関を有する光子対を発生するエンタングル光子対発生装置に関し、特に、偏波状態の相関を有するエンタングル光子対を発生するエンタングル光子対発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、量子力学的相関を有する光子対を利用する新しいタイプの情報通信システムが提案されている。より具体的には、量子相関を利用した量子暗号鍵配送や量子テレポーテーションなどが挙げられる。量子暗号鍵配送とは、離れた地点にいる２者に暗号通信を行うための暗号鍵を供給する暗号通信システムで、暗号鍵の安全性が量子力学の原理により保証された究極的に安全な暗号通信システムである。
【０００３】
量子暗号鍵配送にも各種方式があるが、量子相関を利用するものが最も長距離伝送に適している。量子テレポーテーションとは、量子状態を転送するシステムで、量子コンピューターなどの量子情報処理装置間の信号転送に利用される。これら量子情報通信システムにおいて用いられる量子相関のある光子対は、量子エンタングル光子対または単にエンタングル光子対と呼ばれている。量子相関といっても様々な物理量についての相関が考えられ、それに応じて様々な種類のエンタングル光子対が存在する。以下、本発明に即して、偏波状態についてのエンタングル光子対について説明する。
【０００４】
一般に、単一の光子の偏光状態は、横直線偏光状態と縦直線偏光状態の重ね合わせとして｜Ψ＞＝α｜Ｈ＞＋β｜Ｖ＞と表わされる。ここで、｜Ｈ＞は、光子が横直線偏波である状態、｜Ｖ＞は、光子が縦直線偏波である状態をそれぞれ表わしている。α、βは、各状態の重み付け係数で、｜α｜２、｜β｜２はそれぞれ、光子横偏波か縦偏波かを判定する系で測定した時に、結果が横または縦となる確率を表わしている。具体的には、古典的な光電場を横直線振動成分と縦直線振動成分に分解して表示したときの係数をそのまま用いる。例えば、右回り円偏波光子は
【０００５】
【数１】
2005266334.tif 000003
【０００６】
また、左回り円偏波光子は
【０００７】
【数２】
2005266334.tif 000004
【０００８】
と表わされる。
【０００９】
以上は、１光子についての説明であるが、これを２光子状態に拡張すると、量子エンタングル光子対について説明することができる。いま、２つの光子を同時に発生する光源があったとする。この２光子をまとめて１つの量子状態とみなし、この光源からは、
【００１０】
【数３】
2005266334.tif 000005
【００１１】
と表わされる状態が出力されるものとする。ここで、２つの光子を識別するために、添え字ａ、ｂを用いた。式（２）は、この２光子に対して横直線偏光状態か縦偏光状態かを判別する測定を行うと、５０％の確率で｜Ｈ＞ａ｜Ｈ＞ｂまたは｜Ｖ＞ａ｜Ｖ＞ｂという状態が観測されることを意味している。ここで、｜Ｈ＞ａ｜Ｈ＞ｂは、光子ａが横偏波かつ光子ｂが横偏波という状態を表わし、｜Ｖ＞ａ｜Ｖ＞ｂは、光子ａが縦偏波かつ光子ｂが縦偏波という状態をそれぞれ表わしている。
【００１２】
このことは、例えば、発生した２光子を離れた２者（アリスとボブという）にそれぞれ送り、両者がそれぞれの光子に対して測定を行ったとする。アリスが横偏光｜Ｈ＞という測定結果を得れば、それと対になる光子についてボブが得る測定結果は、必ず横偏光｜Ｈ＞となり、また、アリスが縦偏光｜Ｖ＞という測定結果を得ると、対になる光子についてボブが得る測定結果は必ず縦偏光｜Ｖ＞となることを意味している。このような相関を有する２つの光子を量子エンタングル光子対という。上述した例の場合は、偏波状態についての相関なので、特に偏波エンタングル光子対ともいう。
【００１３】
量子エンタングルの特徴は、測定系を変えても相関関係が成り立っているところにある。上述した説明では、２光子に対して横直線偏光状態か縦偏光状態かを判別する測定を行うものとしたが、右回り円偏波状態か左回り円偏波状態かを判別する測定を行っても同様の相関が得られる。その事情をみるために、上述した式（１ａ），（１ｂ）を使って式（２）を書き直すと、
【００１４】
【数４】
2005266334.tif 000006
【００１５】
となる。この式（３）は、２光子に対して右回り円偏波状態か左回り円偏波状態かを判別する測定を行うと、一方が右回りであれば他方は左回り、一方が左回りであれば他方は右回りすることを意味しており、相関関係が円偏波測定においても成り立っていることを表わしている。ここでは詳しく述べないが、このような性質を巧みに利用すると、究極的に安全な量子暗号システムや量子テレポーテーションを実施することができる。
【００１６】
上述した偏波エンタングル光子対を発生する手段としては、２次の光非線形効果を利用する方法が知られている（例えば、非特許文献１参照）。２次の非線形光学結晶には、波長λｐのポンプ光が入力されると、１／λｐ＝１／λｓ＋１／λｉの関係を満たす波長λｓのシグナル光子と波長λｉのアンドラー光子を同時に発生する性質がある。この現象はパラメトリック・ダウン・コンバージョンとして知られている。
【００１７】
さらにこの時、ある種の結晶においては、結晶軸の向きを適当に設定すると、直線偏波のポンプ光入力に対して、シグナル光子、アイドラー光子ともに同じ直線偏波として発生させることができる。シグナル光子とアイドラー光子は、必ず対で発生するので、この発生状態は、｜φ＞＝｜Ｈ＞ｓ｜Ｈ＞ｉ（または｜Ｖ＞ｓ｜Ｖ＞ｉ）と記述される。ここで、添え字ｓ、ｉはそれぞれシグナル光子、アイドラー光子を表わしている。
【００１８】
パラメトリック・ダウン・コンバージョン現象により偏波エンタングル光子対を得るためには、ある特定の軸方向の直線偏波ポンプ光入力に対しては、ポンプ光と同一偏波のシグナル光子とアイドラー光子とを発生し、それと直交するポンプ光の入力に対しては、何も発生しないような非線形結晶を２つ用意する。
【００１９】
図１は、従来のエンタングル光子対発生方法を説明するための図で、２つの非線形結晶１ａ，１ｂを、結晶軸を互いに９０°傾けて直列に配置する。第１の非線形結晶１ａは、０°方向の直線偏波ポンプ光の入力に対しては、それと同一偏波のシグナル光子とアイドラー光子とを発生し、それと直交するポンプ光の入力に対しては何も発生しないように配置されているものとする。すると、第２の非線形結晶１ｂにおいては、その結晶軸が第１の非線形結晶１ａとは９０°ずれているため、９０°方向の直線偏波ポンプ光の入力に対しては、それと同一偏波のシグナル光子とアイドラー光子とを発生することになる。この直列構成に対して、４５°傾いた直線偏波のポンプ光を入力する。
【００２０】
このようなポンプ光は、垂直偏波成分と水平偏波成分に分けて考えることができ、第１の非線形結晶１ａでは、垂直ポンプ光成分から垂直偏波のシグナル光子とアイドラー光子とが発生し、第２の非線形結晶１ｂでは、水平ポンプ光成分から水平成分のシグナル光子とアイドラー光子とがそれぞれ発生する。
【００２１】
ここで、１つの非線形結晶から１組のシグナル／アイドラー光子対が発生する効率をηとする。すると、直列配置された２つの非線形結晶のどちらからも光子対が発生する効率はη２となる。光子対の発生効率は、ポンプ光のパワーに依存する。そこで、ポンプ光のパワーを調節してη>>η２であるように設定すると、２つの非線形結晶のどちらからも光子対が発生する効率は無視できる程度に低くなり、直列配置からは１組の光子対が出力されるようにすることができる。
【００２２】
出力された光子対は、第１の非線形結晶１ａで発生したものか、第２の非線形結晶１ｂで発生したものかは測定するまで不明である。このような光子対の状態は、第１の非線形結晶１ａで発生する光子対状態と、第２の非線形結晶１ｂで発生する光子対状態との重ね合わせとして、次のように記述される。
【００２３】
【数５】
2005266334.tif 000007
【００２４】
この式（４）は、出力が偏波エンタングル状態となっていることを表わしている。すなわち、図１に示した構成により、偏波エンタングル光子対を得ることができる。なお、式（４）のエンタングル光子対状態としては、｜Ｈ＞ｓ｜Ｈ＞ｉである確率と｜Ｖ＞ｓ｜Ｖ＞ｉである確率が等しい必要がある。そのためには、第１の非線形結晶１ａにおける光子対の発生効率と、第２の非線形結晶１ｂにおける光子対の発生効率が等しくなければならない。
【００２５】
【非特許文献１】Paul G Kwiat. et. al. “Ultrabright source of polarization - entangled photons, ”Physical Review A. vol. 60. No.2 pp. R773-R776,1999
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２６】
上述した従来のエンタングル光子対発生方法には、長波長帯（１．３μｍまたは１．５μｍ）の光子対を得るのが困難であるという問題がある。エンタングル光子対を発生させるためには、非線形結晶内でポンプ光、シグナル光子、アイドラー光子の位相速度を整合させる必要がある（位相整合条件）。エンタングル光子対の応用を考えると、光ファイバの伝送損失が小さい長波長帯における光子対の発生が望まれるが、従来のバルク型非線形結晶では、長波長帯において位相整合条件を満たすことが困難となっている。
【００２７】
つまり、エンタングル光子対を発生させるためには、（１）非線形媒質でシグナル・アイドラー光子対を発生させること、（２）２つの非線形媒質を用意して、それぞれで発生するシグナル・アイドラー光子対の発生効率を等しくすること、が必要である。（１）のためには、非線形結晶内でポンプ光、シグナル光、アイドラー光の位相速度を整合させることが必要となる。これは従来のＬｉＮｂＯ３導波路により実現可能である。しかしながら、（２）のためには、第１の非線形結晶での光子対発生効率と、第２の非線形結晶での光子対発生効率が等しいことが必要となる。これは、従来の構成では単一モード条件の制約より実現が困難であった。
【００２８】
このように、従来のエンタングル光子対発生装置は、２つの非線形光学結晶における光子対発生効率を等しくするために、非線形光学結晶中でポンプ光、シグナル光、アイドラー光の３つの位相速度が整合されること（位相整合条件）が要求されている。
【００２９】
そのため、光ファイバ伝送により量子暗号通信応用では、光ファイバの伝送損失が小さい長波長帯の光子対が望まれますが、バルク型非線形結晶は、長波長帯では位相整合条件を満たすことが困難であるという問題があった。
【００３０】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、ファイバ通信波長帯の偏波エンタングル光子対を出力することができるエンタングル光子対発生装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
本発明は、このような目的を達成するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、ポンプ光源からのパルス光の光経路上に設けられた１×２の入出力端子を有する偏波ビームスプリッタと、該偏波ビームスプリッタの第１の端子に波長λｐのポンプ光を入力し、第２の端子に前記ポンプ光の縦偏波成分を、第３の端子に前記ポンプ光の横偏波成分を、それぞれ等しいパワーで出力する入出力手段と、１×１の入出力端子を有し、前記偏波ビームスプリッタの端子間に接続された２次の光非線形素子と、前記偏波ビームスプリッタの第２の端子から出力された前記ポンプ光を縦偏波状態として前記光非線形素子の第１の端子に入力する第１の入力手段と、前記偏波ビームスプリッタの第３の端子から出力された前記ポンプ光を縦偏波状態として前記光非線形素子の第２の端子に入力する第２の入力手段と、前記光非線形素子内で発生した、該光非線形素子の前記第１の端子から縦偏波状態として出力される１／λｐ＝１／λｓ＋１／λｉを満たす波長λｓのシグナル光子と波長λｉのアイドラー光子を、前記偏波ビームスプリッタの前記第２の端子へ縦偏波状態として入力する第３の入力手段と、前記光非線形素子内で発生した、該光非線形素子の前記第２の端子から縦偏波状態として出力される１／λｐ＝１／λｓ＋１／λｉを満たす波長λｓのシグナル光子と波長λｉのアイドラー光子を、前記偏波ビームスプリッタの前記第３の端子へ横偏波状態として入力する第４の入力手段と、前記偏波ビームスプリッタの前記第１の端子から出力された前記シグナル光子と前記アンドラー光子を各々取り出す取得手段とを備えたことを特徴とする。
【００３２】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記光非線形素子が、擬似位相整合光導波路構造であることを特徴とする。
【００３３】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記取得手段が、波長カップラー及び波長フィルタであることを特徴とする。
【００３４】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１，２又は３に記載の発明において、前記縦偏波状態と前記横偏波状態間の位相差を調整する光学素子を前記光経路上に設けたことを特徴とする。
【００３５】
このように、本発明は、擬似位相整合ＬｉＮｂＯ3導波路である光非線形導波路におけるパラメトリック・ダウン・コンバージョン現象を利用して偏波エンタングル光子対を発生させるものである。二次の非線形結晶であるＬｉＮｂＯ3は、上述したように、バルク状態ではファイバ通信波長帯において位相整合条件を満たすことはできないが、結晶に光導波路を形成し、さらに分極反転構造を導入すると、ファイバ通信波長帯での位相整合条件を擬似的に満たすことができる。この場合、縦偏波状態のポンプ光から縦偏波状態のシグナル光子とアイドラー光子が発生する。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、ポンプ光源からのパルス光の光経路上に設けられた１×２の入出力端子を有する偏波ビームスプリッタと、偏波ビームスプリッタの第１の端子に波長λｐのポンプ光を入力し、第２の端子にポンプ光の縦偏波成分を、第３の端子にポンプ光の横偏波成分を、それぞれ等しいパワーで出力する入出力手段と、１×１の入出力端子を有し、偏波ビームスプリッタの端子間に接続された２次の光非線形素子と、偏波ビームスプリッタの第２の端子から出力されたポンプ光を縦偏波状態として光非線形素子の第１の端子に入力する第１の入力手段と、偏波ビームスプリッタの第３の端子から出力されたポンプ光を縦偏波状態として光非線形素子の第２の端子に入力する第２の入力手段と、光非線形素子内で発生した、光非線形素子の第１の端子から縦偏波状態として出力される１／λｐ＝１／λｓ＋１／λｉを満たす波長λｓのシグナル光子と波長λｉのアイドラー光子を、偏波ビームスプリッタの第２の端子へ縦偏波状態として入力する第３の入力手段と、光非線形素子内で発生した、光非線形素子の第２の端子から縦偏波状態として出力される１／λｐ＝１／λｓ＋１／λｉを満たす波長λｓのシグナル光子と波長λｉのアイドラー光子を、偏波ビームスプリッタの第３の端子へ横偏波状態として入力する第４の入力手段と、偏波ビームスプリッタの第１の端子から出力されたシグナル光子とアンドラー光子を各々取り出す取得手段とを備えたので、ファイバ通信波長帯において、安定でファイバ伝送システムに適した偏波エンタングル光子対を発生させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する。  
【実施例１】
【００３８】
図２は、本発明のエンタングル光子対発生装置の実施例を説明するため構成図で、図中符号１１はポンプ光源、１２は波長カップラー、１３は偏波ビームスプリッタ（ＰＢＳ）、１３ａ〜１３ｃは入出力端子、１４は光ファイバ、１５は光非線形導波路（ＬＮ導波路）、１５ａは光非線形導波路の第１の端子、１５ｂは光非線形導波路の第２の端子、１６は波長フィルタを示している。
【００３９】
本発明のエンタングル光子対発生装置は、ポンプ光源１１と、このポンプ光源１１からのパルス光を透過させる波長カップラー１２と、この波長カップラー１２から透過したパルス光を第１の端子に入力される１×２の入出力端子を有する偏波ビームスプリッタ１３と、この偏波ビームスプリッタ１３の第２の端子と第３の端子間に光ファイバ１４を介して設けられたＬＮ導波路１５と、偏波ビームスプリッタ１３の第１の端子から出力されたシグナル光子とアイドラー光子を、波長カップラー１２を介して分離する波長フィルタ１６とから構成されている。
【００４０】
偏波ビームスプリッタ１３は、その第１の端子１３ａに波長λｐのポンプ光を入力し、第２の端子１３ｂにポンプ光の縦偏波成分を出力するとともに、第３の端子１３ｃにポンプ光の横偏波成分をそれぞれ等しいパワーで出力する入出力手段である。
【００４１】
また、偏波ビームスプリッタ１３は、その第２の端子１３ｂから出力されるポンプ光を縦偏波状態としてＬＮ導波路１５の第１の端子１５ａに入力する第１の入力手段と、第３の端子１３ｂから出力されたポンプ光を縦偏波状態としてＬＮ導波路の第２の端子１５ｂに入力する第２の入力手段とを有している。
【００４２】
また、偏波ビームスプリッタ１３は、ＬＮ導波路１５内で発生した、このＬＮ導波路１５の第１の端子１５ａから縦偏波状態として出力される１／λｐ＝１／λｓ＋１／λｉを満たす波長λｓのシグナル光子と波長λｉのアイドラー光子を、偏波ビームスプリッタ１３の第２の端子１３ｂへ縦偏波状態として入力する第３の入力手段と、ＬＮ導波路１５内で発生した、このＬＮ導波路１５の第２の端子１５ｂから縦偏波状態として出力される１／λｐ＝１／λｓ＋１／λｉを満たす波長λｓのシグナル光子と波長λｉのアイドラー光子を、偏波ビームスプリッタ１３の第３の端子１３ｃへ横偏波状態として入力する第３の入力手段とを有している。
【００４３】
このような構成により、ポンプ光源１１（波長λｐ）からのパルス光は、波長λｐを透過させる波長カップラー１２を経て、１×２の偏波ビームスプリッタ１３の第１の端子１３ａに入力される。偏波ビームスプリッタ１３は、横偏波光を透過させ、縦偏波光を反射させる特性を有しており、横偏波成分は第３の端子１３ｃへ、縦偏波成分は第２の端子１３ｂへそれぞれ出力される。ここで、ポンプ光の入力偏波状態は、横成分と縦成分が等しいパワーであるように設定されているものとする。
【００４４】
偏波ビームスプリッタ１３の第２の端子１３ｂから出力された縦偏波状態のポンプ光は、そのまま擬似位相整合ＬｉＮｂＯ3導波路であるＬＮ導波路１５の第１の端子１５ａに入力される。偏波ビームスプリッタ１３の第３の端子１３ｃから出力された横偏波状態のポンプ光は、偏波状態が９０°回転され、縦偏波状態としてＬＮ導波路１５の第２の端子１５ｂに入力される。偏波を回転する手段としては、光経路を偏波保持ファイバとし、これを９０°捻って接続する構成が利用可能である。
【００４５】
ＬＮ導波路１５に入力されるポンプ光はどちら方向も縦偏波状態である。これにより、シグナル光子とアイドラー光子が縦偏波状態｜Ｖ＞ｓ｜Ｖ＞ｉとして両方向に発生する。ポンプ光パワーは両方向で同一であるので、光子対の両方向の発生確率は同一である。
【００４６】
ＬＮ導波路１５の第１の端子１５ａから出力される光子対は、そのまま縦偏波状態｜Ｖ＞ｓ｜Ｖ＞ｉで偏波ビームスプリッタ１３の第２の端子１３ｂに入力され、第１の端子１３ａへと出力される。一方、ＬＮ導波路１５の第２の端子１５ｂから出力される光子対は、偏波状態が９０°回転され、横偏波状態｜Ｈ＞ｓ｜Ｈ＞ｉとして、偏波ビームスプリッタ１３の第３の端子１３ｃに入力され、第１の端子１３ａへと出力される。
【００４７】
偏波ビームスプリッタ１３の第１の端子１３ａから出力されたシグナル光子とアイドラー光子は、波長λｓ及び波長λｉを反射する波長カップラー１２を経て波長λｓと波長λｉを分離する波長フィルタ１６に入力され、それぞれ異なる端子へと出力される。
【００４８】
以上の構成において、偏波ビームスプリッタ１３の第１の端子１３ａから出力されるのは、第２の端子１３ｂに入力された光子対｜Ｖ＞ｓ｜Ｖ＞ｉと第３の端子１３ｃに入力された光子対｜Ｈ＞ｓ｜Ｈ＞ｉとを足し合わせた状態である。ここで、ポンプ光パワーの調整により、｜Ｖ＞ｓ｜Ｖ＞ｉ及び｜Ｈ＞ｓ｜Ｈ＞ｉが同時に発生する確率は、｜Ｖ＞ｓ｜Ｖ＞ｉまたは｜Ｈ＞ｓ｜Ｈ＞ｉがそれぞれ発生する確率に比べて充分小さいものとなる。すると、第１の端子１３ａからの出力状態は、
【００４９】
【数６】
2005266334.tif 000008
【００５０】
と書き表せる。すなわち、偏波エンタングル状態が出力される。そこで、偏波ビームスプリッタ１３の第１の端子１３ａからの出力状態を波長カップラー１２及び波長フィルタ１６に通せば、エンタングルされたシグナル光子とアイドラー光子を取り出すことができる。
【００５１】
なお、上述した説明においては、エンタングル光子対を出力する基本構成を示したが、用いる光学素子の特性のため出力状態が
【００５２】
【数７】
2005266334.tif 000009
【００５３】
となり、重ね合わせた項の間に位相差が生じることがある。このような状態は、応用によっては好ましくない場合がある。そのような場合には、必要に応じて、縦偏波状態と横偏波状態間の位相差を調整する光学素子（例えば、バビネソレイユ位相板）を構成内のいずれかの経路上に挿入すればよい。
【００５４】
このバビネソレイユ位相板とは、バビネソレイユ補償板（Babinet-Soleil compensator）とも言われ、光学軸の方向が同じで頂角が等しい２枚のくさび状の複屈折板と、光学軸の方向がこれと垂直な１枚の平行複屈折板を配置した補償板のことで、ソレイユ補償板とも言われている。一方のくさび状板をマイクロメータネジで移動すると、互いに直交する偏光成分に任意の位相差が与えられる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】従来のエンタングル光子対発生方法を説明するための図である。
【図２】本発明のエンタングル光子対発生装置の実施例を説明するため構成図である。
【符号の説明】
【００５６】
１ａ，１ｂ  非線形結晶
１１  ポンプ光源
１２  波長カップラー
１３  偏波ビームスプリッタ（ＰＢＳ）
１３ａ〜１３ｃ  入出力端子
１４  光ファイバ
１５  光非線形導波路（ＬＮ導波路）
１５ａ  光非線形導波路の第１の端子
１５ｂ  光非線形導波路の第２の端子
１６  波長フィルタ
【図１】
2005266334.tif 000010
【図２】
2005266334.tif 000011