[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

摘要

一种基于光子轨道角动量的纯相位物体成像系统，属于量子信息技术领域。解决了现有的成像系统纯相位物体成像困难的问题。它包括激光器、BBO晶体、两个透镜、两个滤波片、螺旋相位板、空间光调制器、两个单光子探测器、两个数据采集卡、关联测量电路和控制终端；本发明以光子轨道角动量纠缠态为基础，分析纯相位物体的成像过程，并将产生的纠缠光子对分成两路，并在其中一路中放置全相位物体，此路为信号光路，另一路为闲置光路，通过记录两条光路的关联计数，利用关联算法解算就可以恢复出纯相位物体的清晰像。本发明适合于应用在军事、医疗、天文以及搜救等非定域纯相位物体成像领域。

主权项

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。