[發(fā)明專利]一種基于雙壓縮符合測量的糾纏成像系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310268472.0
• 申請日: 2013-06-28
• 公開（公告）號: CN103308189A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 俞文凱;劉雪峰;孫志斌;翟光杰
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心
• 主分類號: G01J11/00
• 分類號: G01J11/00
• 代理公司: 北京法思騰知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11318
• 代理人: 楊小蓉;楊青

1.一種基于雙壓縮符合測量的糾纏成像系統(tǒng)，其特征在于，包括激光器（1）、非線性晶體（2）、窄帶濾光片（3）、分束器（4）、第一組成像透鏡（5-1）、第二組成像透鏡（5-2）、第一空間光調(diào)制器（6-1）、第二空間光調(diào)制器（6-2）、第一組會聚收光透鏡（7-1）、第二組會聚收光透鏡（7-2）、第一點(diǎn)探測器（8-1）、第二點(diǎn)探測器（8-2）、符合測量電路（9）以及算法模塊（10）；其中，

所述激光器（1）產(chǎn)生泵浦光，經(jīng)所述非線性晶體（2）的自發(fā)參量下轉(zhuǎn)換SPDC生成糾纏光子對，通過所述窄帶濾光片（3）后被所述分束器（4）分成信號光路和閑置光路，然后分別由所述第一組成像透鏡（5-1）、第二組成像透鏡（5-2）將光投射到所述第一空間光調(diào)制器（6-1）和第二空間光調(diào)制器（6-2）上；所述第一空間光調(diào)制器（6-1）和第二空間光調(diào)制器（6-2）在所加載的二值隨機(jī)矩陣的控制下對所接收的光進(jìn)行調(diào)制，然后由所述第一組會聚收光透鏡（7-1）、第二組會聚收光透鏡（7-2）分別將所述第一空間光調(diào)制器（6-1）和第二空間光調(diào)制器（6-2）調(diào)制后的光收集到所述第一點(diǎn)探測器（8-1）、第二點(diǎn)探測器（8-2）上，由所述第一點(diǎn)探測器（8-1）、第二點(diǎn)探測器（8-2）將其轉(zhuǎn)為電信號，所得到的電信號輸入所述符合測量電路（9），由所述符合測量電路（9）輸出符合測量值，最后所述算法模塊（10）根據(jù)推算出的測量矩陣和測量值，運(yùn)用壓縮感知算法重建空間關(guān)聯(lián)系數(shù)分布。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙壓縮符合測量的糾纏成像系統(tǒng)，其特征在于，所述第一組成像透鏡（5-1）、第二組成像透鏡（5-2）的位置能夠調(diào)整，使得所述非線性晶體（2）和第一空間光調(diào)制器（6-1）分別處在所述第一組成像透鏡（5-1）的物平面和像平面上，所述非線性晶體（2）和第二空間光調(diào)制器（6-2）分別處在所述第二組成像透鏡（5-2）的物平面和像平面上，從而能夠探測位置關(guān)聯(lián)的性質(zhì)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙壓縮符合測量的糾纏成像系統(tǒng)，其特征在于，所述第一組成像透鏡（5-1）、第二組成像透鏡（5-2）的位置能夠調(diào)整，使得所述非線性晶體（2）和第一空間光調(diào)制器（6-1）分別處在所述第一組成像透鏡（5-1）的物平面和焦平面上，所述非線性晶體（2）和第二空間光調(diào)制器（6-2）分別處在所述第二組成像透鏡（5-2）的物平面和焦平面上，從而能夠探測動量關(guān)聯(lián)的性質(zhì)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙壓縮符合測量的糾纏成像系統(tǒng)，其特征在于，所述第一組成像透鏡（5-1）、第二組成像透鏡（5-2）的焦距一致，且它們與所述分束器（4）的光程差相同；所述第一空間光調(diào)制器（6-1）和第二空間光調(diào)制器（6-2）與所述分束器（4）具有相同的光程差。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙壓縮符合測量的糾纏成像系統(tǒng)，其特征在于，所述非線性晶體（2）采用偏硼酸鋇晶體實(shí)現(xiàn)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙壓縮符合測量的糾纏成像系統(tǒng)，其特征在于，所述第一空間光調(diào)制器（6-1）、第二空間光調(diào)制器（6-2）采用數(shù)字微鏡器件實(shí)現(xiàn)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙壓縮符合測量的糾纏成像系統(tǒng)，其特征在于，所述第一空間光調(diào)制器（6-1）、第二空間光調(diào)制器（6-2）和第一點(diǎn)探測器（8-1）、第二點(diǎn)探測器（8-2）之間需要同步。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙壓縮符合測量的糾纏成像系統(tǒng)，其特征在于，所述第一點(diǎn)探測器（8-1）、第二點(diǎn)探測器（8-2）采用大感光面積的光電轉(zhuǎn)換點(diǎn)探測器、桶探測器、雪崩二極管或光電倍增管中的任意一種實(shí)現(xiàn)。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙壓縮符合測量的糾纏成像系統(tǒng)，其特征在于，所述符合測量電路（9）采用二階關(guān)聯(lián)或者高階關(guān)聯(lián)。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙壓縮符合測量的糾纏成像系統(tǒng)，其特征在于，所述算法模塊（10）采用下列任意一種算法實(shí)現(xiàn)壓縮感知：貪心重建算法、匹配跟蹤算法MP、正交匹配跟蹤算法OMP、基跟蹤算法BP、LASSO、LARS、GPSR、貝葉斯估計(jì)算法、magic、IST、TV、StOMP、CoSaMP、LBI、SP、l1_ls、smp算法、SpaRSA算法、TwIST算法、l₀重建算法、l₁重建算法、l₂重建算法；稀疏基采用離散余弦變換基、小波基、傅里葉變換基、梯度基、gabor變換基中的任意一種。