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입사되는 신호광의 편광 성분에 따라 서로 다른 제 1 경로 및 제 2 경로로 진행하도록 상기 신호광을 분할하는 편광 빔 분할기 및 상기 제 2 경로를 진행하는 신호광이 상기 제 1 경로를 진행하는 신호광과 동일한 편광 상태를 갖도록 만드는 편광 제어기를 구비하는 광 분할부;
상기 광 분할부로부터 출력되는 신호광에 펌프광을 혼합하는 광 혼합부;
상기 펌프광이 혼합된 신호광의 주파수를 상향-변환시키는 상향 변환부; 및
상기 상향 변환된 신호광을 검출하는 광 검출부를 구비하되,
상기 광 분할부는 상기 제 1 경로 및 상기 제 2 경로 상에 각각 배치되는 제 1 광지연소자(first optical delay device) 및 제 2 광지연소자 중의 적어도 하나를 더 포함하고, 상기 제 1 광지연소자 및 상기 제 2 광지연소자는 제 1 및 제 2 경로의 길이를 조절하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 광자 검출 장치
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제 1 항에 있어서,
상기 편광 제어기는 반파장판(Half-Wave Plate)인 것을 특징으로 하는 광자 검출 장치
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제 1 항에 있어서,
상기 광 혼합부는 상기 펌프광이 상기 신호광과 같은 경로를 따라 진행할 수 있도록 구성되고,
상기 펌프광은 합주파수 변환의 효율을 증가시킬 수 있는 편광 상태로 상기 광 혼합부에 입사되는 것을 특징으로 하는 광자 검출 장치
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제 1 항에 있어서,
상기 상향 변환부는 비선형 광학 물질들(Nonlinear optical materials) 중의 한가지인 것을 특징으로 하는 광자 검출 장치
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제 6 항에 있어서,
상기 비선형 광학 물질은 PPLN 도파관(Periodically Poled Lithium Niobate waveguide)이나 PPKTP 도파관(Periodically Poled Potassium Titanyl Phosphate waveguide) 도파관 중의 하나를 포함하는 것을 광자 검출 장치
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제 1 항에 있어서,
상기 광 검출부는
상기 상향 변환된 신호광을 선택적으로 추출하는 필터; 및
상기 상향 변환된 신호광을 검출하는 광자 검출 소자를 구비하는 것을 특징으로 하는 광자 검출 장치
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제 8 항에 있어서,
상기 광자 검출 소자는 실리콘-기반 광 세기 검출기(Si-based photo-detector), 실리콘-기반 단일 광자 검출기(Si-based single-photon detector) 및 실리콘-기반 광자 개수 분해 검출기(Si-based photon number resolving detector) 중의 한가지인 것을 특징으로 하는 광자 검출 장치
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제 1 항에 있어서,
하나의 상기 광 혼합부, 하나의 상기 상향 변환부 및 하나의 상기 광 검출부는 상기 광 분할부에서 분할되어 서로 다른 경로를 진행하는 신호광들을 검출하는데 공통적으로 사용되는 것을 특징으로 하는 광자 검출 장치
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신호광의 편광 성분에 따라 상기 신호광을 서로 다른 진행 경로들로 분할한 후, 상기 진행 경로들 중의 하나를 따라 진행하는 신호광의 편광 성분을 다른 진행 경로를 따라 진행하는 신호광의 편광 성분과 동일하게 변환하는 광 분할부;
상기 광 분할부로부터 출력되는 분할된 신호광들에 펌프광을 혼합하는 광 혼합부;
상기 펌프광이 혼합된 신호광의 주파수를 상향-변환시키는 상향 변환부; 및
상기 상향 변환된 신호광을 검출하는 광 검출부를 더 포함하되,
상기 광 혼합부는 렌즈를 이용하여 상기 분할된 신호광들을 합치도록 구성되는 것을 특징으로 하는 편광-무의존 상향-변환 광자 검출 장치
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제 11 항에 있어서,
상기 펌프광은, 상기 렌즈를 통과한, 상기 분할된 신호광들에 혼합되거나 상기 렌즈를 통과하기 전에 상기 분할된 신호광들에 혼합되고,
하나의 상기 광 혼합부, 하나의 상기 상향 변환부 및 하나의 상기 광 검출부는 상기 광 분할부에서 분할되어 서로 다른 경로를 진행하는 신호광들을 검출하는데 공통적으로 사용되는 것을 특징으로 하는 편광-무의존 상향-변환 광자 검출 장치
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