[发明专利]热光非定域角双缝干涉方法及系统

说明书

本发明提供了一种热光非定域角双缝干涉方法及系统，该系统包括光路上依次设置的热光源、非偏振分束器、空间光调制器、单光子探测器和计算机；所述第一光路与所述第二光路上的元器件对称设置。本发明利用非相干热光源，首次实现了利用非相干热光源轨道角动量域的关联特性的角双缝干涉；降低了对光源相干性的要求，从而拓展了其应用范围，可以实现对待测物体的非定域探测。系统中的两个光路，一个光路可以称为物光光路，另一个被称为参考光路。

技术领域

本发明涉及光学技术领域，尤其是涉及一种热光非定域角双缝干涉方法及系统。

背景技术

1909年，Poynting发现光波具有自旋角动量。1992年，Leidon大学的Allen等人发现光子除具有自旋角动量外，还携带轨道角动量(OAM)。

2002年，Glasgow大学的Padgett小组实验上实现了光子轨道角动量分离技术，并且指出以轨道角动量作为信息载体，可大大提高单个光子的通讯容量，这主要是由于光子的轨道角动量是无限维度的。

2001年，Zeilinger小组首次实验演示了自发参量下转换产生的双光子显示出轨道角动量纠缠。

2005年，Woerdman小组利用半整数阶的螺旋相位实验演示了分数轨道角动量纠缠，并于2008年引入了“Shannon维度的概念，用来刻画了高维轨道角动量纠缠所允许量子信道的通信容量。

目前，利用光子轨道角动量作为信息载体的应用技术领域还属于空白阶段，很多应用技术还仅处于理论探讨阶段，有待于本领域的科研人员做深入地开发和研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种热光非定域角双缝干涉方法及系统，以解决现有技术中存在的上述技术问题。

为实现上述目的，本发明公开了一种热光非定域角双缝干涉系统，其包括光路上依次设置的热光源、非偏振分束器、空间光调制器(SLM)、单光子探测器(APD)和计算机；

所述热光源用于发出非相干热光束；

所述非相干热光束通过所述非偏振分束器按照光强均分为第一光束和第二光束；

所述第一光束的光路为第一光路，

所述第二光束的光路为第二光路；

所述第一光路与所述第二光路上的元器件对称设置；

所述空间光调制器用于改变光子的轨道角动量；所述单光子探测器用于收集光信号；

所述空间光调制器包括所述第一光路和所述第二光路上对称设置的第一空间光调制器(SLM1)和第二空间光调制器(SLM2)；

所述单光子探测器包括所述第一光路和所述第二光路上对称设置的第一单光子探测器(APD1)和第二单光子探测器(APD2)；

所述第一单光子探测器(APD1)和所述第二单光子探测器(APD2)与计算机连接，计算机同步采集所述第一光束和第二光束的光信号，并对第一光束和第二光束的光子进行关联测量。

进一步地，所述第一单光子探测器(APD1)和所述第二单光子探测器(APD2)与所述计算机主板上的采集卡连接。

进一步地，所述热光源包括激光发生器和数字微镜面，自激光发生器发出的激光束照射所述数字微镜面产生空间相位随机分布的非相干热光束。