[发明专利]一种基于光子轨道角动量的纯相位物体成像系统

权利要求书

1.一种基于光子轨道角动量的纯相位物体成像系统，其特征在于，它包括激光器(1)、BBO晶体(2)、两个透镜(10)、两个滤波片(3)、螺旋相位板(4)、空间光调制器(5)、两个单光子探测器(6)、两个数据采集卡(7)、关联测量电路(8)和控制终端(9)；

激光器(1)发出的光经BBO晶体(2)后，产生等大反号的光子轨道角动量纠缠的光子对，

其中，光子对中一束光子作为信号光经一个透镜(10)聚光后，又经一个滤波片(3)滤波，入射至空间光调制器(5)，

空间光调制器(5)根据控制终端(9)发出的相位控制信号，使其形成相位全息图，使入射至空间光调制器(5)的信号光，逐点扫描相位全息图，以改变入射信号光的相位后，输出的信号光又通过单模光纤耦合后，入射至一个单光子探测器(6)，该单光子探测器(6)电信号输出端与一个数据采集卡(7)的电信号输入端连接，该数据采集卡(7)的脉冲信号输出端与关联测量电路(8)的第一脉冲信号输入端连接；

光子对中另一束光子作为闲置光经另一个透镜(10)聚光后，又经另一个滤波片(3)进行滤波后，入射至螺旋相位板(4)进行相位转换后，相位转换后的闲置光通过单模光纤耦合后，入射至另一个单光子探测器(6)，该单光子探测器(6)电信号输出端与另一个数据采集卡(7)的电信号输入端连接，该数据采集卡(7)的脉冲信号输出端与关联测量电路(8)的第二脉冲信号输入端连接；

关联测量电路(8)对接收的两路脉冲信号进行与运算，获得关联计数结果，控制终端(9)根据关联测量电路(8)输出的关联计数结果，通过关联算法解算及信号光对纯相位物体的扫描路径，从而恢复出纯相位物体的清晰像。

2.根据权利要求1所述的一种基于光子轨道角动量的纯相位物体成像系统，其特征在于，空间光调制器(5)为透射式相位型空间光调制器。

3.根据权利要求1所述的一种基于光子轨道角动量的纯相位物体成像系统，其特征在于，经空间光调制器(5)透射的信号光为高斯光，相位转换后的闲置光为高斯光。

4.根据权利要求1所述的一种基于光子轨道角动量的纯相位物体成像系统，其特征在于，所述的光子对中一束光子为+1阶拉盖尔—高斯光或-1阶拉盖尔—高斯光，且当该一束光子为+1阶拉盖尔—高斯光时，另一束光子为-1阶拉盖尔—高斯光，当一束光子为-1阶拉盖尔—高斯光时，另一束光子为+1阶拉盖尔—高斯光。

5.根据权利要求4所述的一种基于光子轨道角动量的纯相位物体成像系统，其特征在于，所述的+1阶拉盖尔—高斯光对应纯相位物体相位为0，-1阶拉盖尔—高斯光对应纯相位物体相位为π。

6.根据权利要求1所述的一种基于光子轨道角动量的纯相位物体成像系统，其特征在于，所述的滤波片(3)为激光纯化滤波片，波长710nm，带宽2nm，中心波长透过率大于90％，直径25.4mm。

7.根据权利要求1所述的一种基于光子轨道角动量的纯相位物体成像系统，其特征在于，所述的单模光纤直径为6.25um，耦合效率为30％。

8.根据权利要求1所述的一种基于光子轨道角动量的纯相位物体成像系统，其特征在于，所述的激光器(1)发出的光为波长是355nm的高斯光。

9.根据权利要求1所述的一种基于光子轨道角动量的纯相位物体成像系统，其特征在于，所述的激光器(1)输出的光源为半连续激光源。

10.根据权利要求1所述的一种基于光子轨道角动量的纯相位物体成像系统，其特征在于，还包括第三个透镜(10)，该透镜(10)位于激光器(1)与BBO晶体(2)之间。