[發明專利]基于二階關聯技術的弱測量新方法

有效

• 申請號: 201510392120.5
• 申請日: 2015-07-06
• 公開（公告）號: CN106323462B
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發明（設計）人: 崔挺;黃靖正;曾貴華;劉翔;鄭翰清;龍華保
• 申請（專利權）人: 上海交通大學;上海航天控制技術研究所
• 主分類號: G01J1/42
• 分類號: G01J1/42;G01B11/06
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司31236
• 代理人: 郭國中

技術領域

本發明涉及對微小量的測量，具體的，涉及一種基于二階關聯技術的弱測量過程。

背景技術

傳統的弱測量技術可以對一個微小的量進行弱放大，AAV弱測量技術通過合適的后選擇，將本來很微小的偏移量適當的放大到一個可觀測的位置，從而實現對小量的測量。弱測量技術有很大的技術優勢，但也存在一些問題。例如：

1、雖然有一定的放大倍數，但放大倍數還是很小，因此對探測器的要求較高。

2、可利用的數據較少，因為傳統的AAV弱測量在光束經過后選擇后，直接被探測器接受，這樣的過程雖然簡單，并且很直觀的觀測到偏移量，但一次實驗采集的數據較少，無法改變偏移量的大小。

3、在某些條件下，無法通過探測器直接掃描測出偏移量。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種基于二階關聯技術弱測量實現方法，適合對放大效果要求更高的系統中。

根據本發明提供的一種基于二階關聯技術的弱測量新方法，包括：

步驟1：將光源分成完全相同的兩光束，分別標記為信號光路和參考光路；

步驟2：在信號光路中：將光束通過前選擇后變成線偏振光，將線偏振光通過雙折射晶體，由于雙折射晶體的雙折射效應，一束線偏振光會產生兩束折射光線，分別為尋常光和非尋常光，其中，將偏振方向垂直于光軸的尋常光定義為V光，將偏振方向平行于光軸的非尋常光定義為H光；H光和V光再經過后選擇，使H光和V光干涉；并通過帶有空間分辨能力的探測器A接收；

在參考光路中，利用帶有空間分辨能力的探測器B接收；

其中，所述帶有空間分辨能力的探測器是指帶有像素點的、能夠成像的探測器；

步驟3：通過探測器A和探測器B探測到的光測量數據，計算偏移量和弱放大值，其中，所述光測量數據即為光強值。

優選地，所述光源為贗熱光源，贗熱光源是由激光打到旋轉的毛玻璃上產生的。

優選地，在步驟1中，將光源經過50/50分束器后分成完全相同的兩路光。

優選地，所述將光束通過前選擇后變成線偏振光，具體為：

將光束通過光軸在45度方向的一個二分之一波片A，輸出為線偏振光；這束線偏振光的前選擇態為：

|i>＝cosα|H>+sinα|V>

其中，i表示前選擇態，H表示偏振方向平行于光軸的非尋常光，V表示偏振方向垂直于光軸的尋常光，符號|·>表示希爾伯特態矢；α＝45°。

優選地，所述后選擇，具體為：

透過雙折射晶體的光束經過一個二分之一波片B，這個二分之一波片B的光軸與前選擇中二分之一波片A的光軸夾角不超過2.2×10^-3度時；經過二分之一波片B后的光束的后選擇態為

|f>＝cosβ|H>+sinβ|V>

其中，f表示后選擇態，H表示偏振方向平行于光軸的非尋常光，V表示偏振方向垂直于光軸的尋常光，符號|·>表示希爾伯特態矢；β＝α+90°+ε，ε為偏轉角度，0＜ε＜2.2×10^-3度。

優選地，所述步驟3包括如下步驟：

步驟301：探測器A和探測器B同時進行探測且采用不同的掃描方式；

步驟302：通過探測器A和探測器B獲得兩路一維的光測量數據，即光強值；

步驟303：根據兩路一維的光測量數據，建立二維的二階關聯函數圖樣。

優選地，所述步驟303包括如下步驟：

步驟303.1：選取探測器A的一個像素點；

步驟303.2：計算對應該像素點的一維的二階關聯函數并得出一維圖樣，具體為：將該像素點的數據與另一路探測器B的每一個像素點的數據進行二階關聯計算，得到一個一維的二階關聯函數圖樣；這個二階關聯函數的橫坐標值為偏移量，這個偏移量與雙折射晶體厚度的比值定義為弱放大值；

步驟303.3：選取探測器A的另一個像素點，進入步驟303.2繼續執行；直到對探測器A的全部像素點均已執行過步驟303.2，得到由多個一維的二階關聯函數圖樣構成的一個二維的二階關聯函數圖樣；

步驟303.4：對二維的二階關聯函數圖樣中對應不同掃描方式的圖樣進行分析，得到不同的偏移量和弱放大值，并計算信噪比，得到信噪比高于所設定閾值的掃描方式，從而將該掃描方式對應的偏移量和弱放大值作為測量結果。