[發明專利]一種基于微透鏡陣列的量子關聯成像系統

在審

• 申請號: 202211279990.8
• 申請日: 2022-10-19
• 公開（公告）號: CN115657068A
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發明（設計）人: 孫倩;張勝利;楊頌
• 申請（專利權）人: 北京空間機電研究所;北京理工大學
• 主分類號: G01S17/89
• 分類號: G01S17/89;G01S7/481;G02B3/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張曉飛

1.一種基于微透鏡陣列的量子關聯成像系統，其特征在于：包括發射機(1)、接收機(2)、綜合控制系統(3)和圖像反演系統(4)；發射機(1)在綜合控制系統(3)的發射指令下，輸出兩模真空壓縮態光源，分為模式A光場和模式B光場，模式A光場留在本地，模式B光場與目標作用后返回接收機，接收機(2)在綜合控制系統(3)的收發同步控制下對模式A、B光場進行時間同步和符合測量，并將探測結果輸送至圖像反演系統(4)；綜合控制系統(3)用于發射機(1)輸出控制、接收機(2)的符合測量控制、時鐘同步和實時通信；圖像反演系統(4)采用高效符合測量數據處理方法反演目標的強度像。

2.如權利要求1所述的一種基于微透鏡陣列的量子關聯成像系統，其特征在于，所述發射機(1)包括兩模真空壓縮態光源單元(11)、模式A光場擦除單元(12)、模式A光場調控單元(13)、模式B光場擦除單元(14)、模式B光場調控單元(15)、信號準直與發射單元(16)；兩模真空壓縮態光源單元(11)發出兩模式真空壓縮態，分為模式A和模式B，模式A光場作為閑置模式留在本地，模式B光場作為信號模式向目標發射；模式A光場依次通過模式A光場擦除單元(12)、模式A光場調控單元(13)；模式B光場依次通過模式B光場擦除單元(14)、模式B光場調控單元(15)；上述兩路輸出的模式A光場和模式B光場形成量子糾纏度更高的量子態，最后通過信號準直與發射單元(16)形成用于量子成像的發射光源。

3.如權利要求2所述的一種基于微透鏡陣列的量子關聯成像系統，其特征在于，所述模式A光場擦除單元(12)、模式B光場擦除單元(14)采用光學分束器和單光子探測器組成，其中單光子探測器僅對1個光子響應，對無光子和多光子均不響應。

4.如權利要求2所述的一種基于微透鏡陣列的量子關聯成像系統，其特征在于，所述模式A光場調控單元(13)、模式B光場調控單元(15)采用可變光學衰減器，所述可變光學衰減器由可調光學透過率的光學分束器組成，寬帶響應范圍690nm-1100nm，透反比范圍從1：99到95：1。

5.如權利要求2所述的一種基于微透鏡陣列的量子關聯成像系統，其特征在于，所述接收機(2)包括模式A光場收集單元(21)、模式A光場探測單元(22)、模式B光場收集單元(23)和模式B光場探測單元(24)；模式B光場經目標作用后返回接收機，經模式B光場收集單元(23)輸出，在綜合控制系統的同步控制下，與通過模式A光場收集單元(21)輸出的模式A光場進行符合測量，符合測量通過模式B光場探測單元(24)與模式A光場探測單元(22)的同步探測來實現，符合測量結果輸入至圖像反演系統(4)。

6.如權利要求5所述的一種基于微透鏡陣列的量子關聯成像系統，其特征在于，所述模式A光場收集單元(21)采用微透鏡陣列，模式A光場探測單元(22)采用單光子陣列探測器，微透鏡陣列與單光子陣列探測器像元級耦合，單光子陣列探測器工作在蓋格模式。

7.如權利要求5所述的一種基于微透鏡陣列的量子關聯成像系統，其特征在于，模式B光場探測單元(24)采用單光子探測器，單光子探測器工作在蓋格模式，探測效率大于40％，暗計數率小于50cps。

8.如權利要求1所述的一種基于微透鏡陣列的量子關聯成像系統，其特征在于，所述綜合控制系統(3)包括發射機收發同步子系統(31)和接收機收發同步子系統(32)和授時及控制中心(33)；發射機(1)和接收機(2)分別對應發射機收發同步子系統(31)和接收機收發同步子系統(32)，由授時及控制中心(33)分別向發射機收發同步子系統(31)和接收機收發同步子系統(32)發送同步信號，進行二者之間的時鐘同步和調控信息的實時通信，并控制接收機(2)進行模式A光場、模式B光場的符合測量。