[發(fā)明專利]熱光非定域角雙縫干涉方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710019301.2
• 申請(qǐng)日: 2017-01-11
• 公開（公告）號(hào): CN106768343B
• 公開（公告）日: 2018-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高祿
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國地質(zhì)大學(xué)（北京）
• 主分類號(hào): G01J3/45
• 分類號(hào): G01J3/45;G01J1/44
• 代理公司: 北京超凡志成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11371
• 代理人: 宋南

1.一種熱光非定域角雙縫干涉系統(tǒng)，其特征在于，包括光路上依次設(shè)置的熱光源、非偏振分束器、空間光調(diào)制器、單光子探測器和計(jì)算機(jī)；

所述熱光源用于發(fā)出非相干熱光束；

所述非相干熱光束通過所述非偏振分束器按照光強(qiáng)均分為第一光束和第二光束；

所述第一光束的光路為第一光路，

所述第二光束的光路為第二光路；

所述第一光路與所述第二光路上的元器件對(duì)稱設(shè)置；

所述空間光調(diào)制器用于改變光子的軌道角動(dòng)量；所述單光子探測器用于收集光信號(hào)；

所述空間光調(diào)制器包括所述第一光路和所述第二光路上對(duì)稱設(shè)置的第一空間光調(diào)制器和第二空間光調(diào)制器；

所述單光子探測器包括所述第一光路和所述第二光路上對(duì)稱設(shè)置的第一單光子探測器和第二單光子探測器；

所述第一單光子探測器和所述第二單光子探測器與計(jì)算機(jī)連接，計(jì)算機(jī)同步采集所述第一光束和第二光束的光信號(hào)，并對(duì)第一光束和第二光束的光子進(jìn)行關(guān)聯(lián)測量；

所述第一空間光調(diào)制器和所述第二空間光調(diào)制器與計(jì)算機(jī)連接，計(jì)算機(jī)用于通過空間光調(diào)制器向第一光束和/或第二光束加載代表不同角動(dòng)量的叉型圖或者待測物體；所述待測物體為角向的振幅型透射物體。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱光非定域角雙縫干涉系統(tǒng)，其特征在于，所述熱光源包括激光發(fā)生器和數(shù)字微鏡面，自激光發(fā)生器發(fā)出的激光束照射所述數(shù)字微鏡面產(chǎn)生空間相位隨機(jī)分布的非相干熱光束。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱光非定域角雙縫干涉系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字微鏡面與所述非偏振分束器之間的光路上設(shè)置有只讓一級(jí)光譜通過的第一光闌。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱光非定域角雙縫干涉系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字微鏡面與所述第一光闌之間設(shè)置有第一雙凸透鏡，所述第一光闌設(shè)置在第一雙凸透鏡的焦距上。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱光非定域角雙縫干涉系統(tǒng)，其特征在于，在所述非偏振分束器與所述第一光闌之間設(shè)置有第二雙凸透鏡。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱光非定域角雙縫干涉系統(tǒng)，其特征在于，所述第一單光子探測器包括通過單模光釬連接的第一鏡頭，所述第一鏡頭設(shè)置在所述第一光路末端，用于接收第一光束的信號(hào)；

所述第二單光子探測器包括通過單模光釬連接的第二鏡頭，所述第二鏡頭設(shè)置在所述第二光路末端，用于接收第二光束的信號(hào)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的熱光非定域角雙縫干涉系統(tǒng)，其特征在于，在所述第一光路上，所述第一鏡頭和所述第一空間光調(diào)制器之間設(shè)置有第三雙凸透鏡、以及只讓一級(jí)光譜通過的第二光闌；

在所述第二光路上，所述第二鏡頭和所述第二空間光調(diào)制器之間設(shè)置有第四雙凸透鏡、以及只讓一級(jí)光譜通過的第三光闌。

8.一種采用權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的熱光非定域角雙縫干涉系統(tǒng)的熱光非定域角雙縫干涉方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1.非相干熱光束均分為第一光束和第二光束；

S2.所述第一光束和所述第二光束分別通過第一光路和第二光路，其中，第一光路和第二光路對(duì)稱設(shè)置；

S3.所述第一光束和所述第二光束上加載不同的軌道角動(dòng)量值；

S4.通過控制信號(hào)采集的時(shí)間窗口，同步采集所述第一光束和第二光束的光信號(hào)，對(duì)第一光束和第二光束進(jìn)行軌道角動(dòng)量的關(guān)聯(lián)測量，利用熱光源的二階關(guān)聯(lián)特性，獲得角雙縫干涉圖譜。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的熱光非定域角雙縫干涉方法，其特征在于，所述第一光束和第二光束進(jìn)行軌道角動(dòng)量的關(guān)聯(lián)測量時(shí)，需滿足如下公式：

G ( 2 ) ( l 1 , l 2 ) = < I 1 I 2 > = < ψ l 1 * ψ l 2 * ψ l 2 ψ l 1 > = < ψ l 1 * ψ l 1 > < ψ l 2 * ψ l 2 > + | < ψ l 1 * ψ l 2 > | 2 = < I 1 > < I 2 > + ΔG ( 2 ) ( l 1 , l 2 ) ]]>

其中，G(2)為代表軌道角動(dòng)量的二階關(guān)聯(lián)函數(shù)；

l1為第一光路中的軌道角動(dòng)量值；

l2為第二光路中的軌道角動(dòng)量值；

I1為第一光路中單光子探測器測量的光強(qiáng)值；

I2為第二光路中單光子探測器測量的光強(qiáng)值；

為第一光路末端單光子探測器探測面的光場分布函數(shù)；

為第二光路末端單光子探測器探測面的光場分布函數(shù)；

ΔG為熱光軌道角動(dòng)量的漲落關(guān)聯(lián)函數(shù)。