[發明專利]一種基于真空壓縮態注入的相位敏感放大器

在審

• 申請號: 202110368692.5
• 申請日: 2021-04-06
• 公開（公告）號: CN113098405A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 畢思文;周志英;朱海龍;杜京師;張守凱;沈敏;沈希毅;王悅虹
• 申請（專利權）人: 畢思文
• 主分類號: H03F1/26
• 分類號: H03F1/26
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產權代理事務所(普通合伙) 11562
• 代理人: 張換君

本發明提供一種基于真空壓縮態注入的相位敏感放大器，包括：壓縮光、泵浦光、雙色鏡、PSA腔、分束鏡及探測裝置；壓縮光與泵浦光相互垂直入射到所述雙色鏡，并通過雙色鏡入射到PSA腔中，進行相位敏感放大，產生壓縮光，并與Local光在分束鏡處耦合，通過探測器進行探測；PSA腔包括第一平凹鏡、第二平凹鏡、溫控系統及PPKTP晶體。本發明采用全固態連續激光器并將壓縮態的光作為相敏感光參量放大的輸入，具有低噪聲、相干性好，有利于圖像信息細節部分的呈現。

技術領域

本發明屬于光學參量放大技術領域，具體涉及一種基于真空壓縮態注入的相位敏感放大器。

背景技術

近年來，隨著激光技術的不斷發展，傳統的光放大技術已經越來越接近于量子極限。傳統光電放大器所包含的電流噪聲、暗噪聲、讀數噪聲等已經制約弱光放大技術的發展，而相敏光參量放大技術與傳統的放大技術相比，擁有無引入噪聲，寬帶高增益等優點。因此，PSA的無噪聲放大能力在高散射介質、天文環境中的弱光圖像放大以及超高分辨率的量子激光雷達都有著極其重要的應用價值和前景。

在以往相敏放大方案中，大都采用脈沖激光器，且功率相對較大，這對于光源提出更高的要求；另一方面，放大方案中，均采用泵浦光直接注入晶體中進行放大，且晶體擺放角度比較嚴格，需要在特定角度下才能實現最優放大。

發明內容

針對上述問題，本發明提供一種基于真空壓縮態注入的相位敏感放大器，采用全固態連續激光器并將壓縮態的光作為相敏感光參量放大的輸入，具有低噪聲、相干性好，有利于圖像信息細節部分的呈現。

本發明的目的為實現上述目的，本發明提供了如下方案：本發明提供一種基于真空壓縮態注入的相位敏感放大器，包括：壓縮光、泵浦光、雙色鏡、PSA腔、分束鏡及探測裝置；

所述壓縮光與所述泵浦光相互垂直入射到所述雙色鏡，并通過所述雙色鏡入射到所述PSA腔中，進行相位敏感放大，產生壓縮光，并與Local光在所述分束鏡處耦合，通過所述探測裝置進行探測；

所述PSA腔包括第一平凹鏡、第二平凹鏡、溫控系統及PPKTP晶體。

優選地，所述第一平凹鏡及所述第二平凹鏡的直徑為10mm，曲率半徑為30mm；

所述PPKTP晶體的尺寸為1mm*2mm*10mm。

優選地，所述第一平凹鏡的凹面鍍有1064nm的高反膜及532nm的部分透射膜；

所述第二平凹鏡的凹面鍍有532nm的高反膜和1064nm的部分透射膜；

所述第一平凹鏡及所述第二平凹鏡的平面鍍有1064nm的增透膜。

優選地，所述雙色鏡鍍有1064nm的高透膜及532nm的高反膜。

優選地，所述PPKTP晶體為Ⅰ類相位匹配晶體；所述PPKTP晶體置于所述溫度控制系統的紫銅控溫爐內，進行控溫。

優選地，所述壓縮光為1064nm，所述泵浦光為532nm。

優選地，所述相位敏感放大器的放大過程為：將所述泵浦光及所述壓縮光通過所述雙色鏡入射到所述PSA腔中，在所述PSA腔中產生閑頻光；當所述閑頻光的頻率與所述信號光的頻率相等時，實現相位敏感放大。

優選地，所述探測裝置包括50/50分束器、導光鏡、凹面高反鏡及光電管。

優選地，所述探測裝置的探測過程為：

將所述壓縮光從所述PSA腔中輸出后通過所述50/50分束器，與Local光進行干涉，并分成兩束功率相等的光，經過25°入射的所述導光鏡和透鏡進入所述光電管進行探測；所述凹面高反鏡將剩余反射光再次注入光電管進行探測。

本發明公開了以下技術效果：