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申请/专利权人：重庆邮电大学

摘要：本发明提出一种基于测距辅助的低开销纠缠光量子目标成像方法，通过两次符合计数操作实现高速目标成像。首先，利用透镜组合和波片组合对激光器产生的泵浦光进行调制，提高周期极化磷酸氧钛钾PeriodicallyPoledKTP，PPKTP晶体自发参量下转换的效率；然后，通过控制数字微镜器件DigitalMicromirrorDevice,DMD选取局部测距像素区域，构造关于桶探测器和面探测器收集的光子的时间脉冲差值序列；其次，利用该时间脉冲差值序列完成局部符合计数以得到信号光路和参考光路的时间差；再次，通过控制DMD选取全局成像像素区域，对桶探测器得到的时间脉冲序列进行修正，并利用修正后的时间脉冲序列完成全局符合计数；最后，将符合计数值与灰度值进行映射，得到目标的量子灰度成像结果。

主权项：1.一种基于测距辅助的低开销纠缠光量子目标成像方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一：利用激光器产生波长为405nm的泵浦光；步骤二：利用焦距分别为100mm和50mm的透镜组成光束缩束组合，对泵浦光进行缩束，使其能量集中；步骤三：利用透过波长为405nm的半波片和四分之一波片将泵浦光调制为线偏振光，以提高周期极化磷酸氧钛钾PeriodicallyPoledKTiOPO4,PPKTP晶体自发参量下转换过程的效率；步骤四：利用PPKTP晶体自发参量下转换过程制备量子纠缠光，其中，根据非线性光学理论，下转换光强I满足： 其中，符号“∝”表示正比于，Δk为相位失配量，l为晶体长度，c为光速；当周期性反转晶体的极化矢量方向时，在每个周期内光强叠加，晶体的非线性系数增大；此时，相位匹配条件为： 其中，kp、ki和ks分别为泵浦光、闲置光和信号光的波矢，Λ为极化周期；步骤五：通过控制数字微镜器件DigitalMicromirrorDevice,DMD选取尺寸为m×n的局部测距像素区域，并进行以下局部测距操作；步骤六：利用偏振分束器PolarizationBeamSplitter,PBS将纠缠光子对分为信号光子和参考光子，其中，透射过PBS的信号光子照射目标，然后利用通过波长为810nm的窄带滤波片滤除杂光，最后被焦距为125mm的聚焦透镜收集到桶探测器以得到信号光子的到达时间脉冲序列St；步骤七：被PBS反射的参考光子经过反射银镜后入射至DMD，然后利用通过波长为810nm的窄带滤波片滤除杂光，最后被焦距为125mm聚焦透镜收集到面探测器以得到参考光子的到达时间脉冲序列Rt；步骤八：以Rt为参考序列将St和Rt的首个光子时间脉冲在时间上对齐，然后将St和Rt对应时间点的序列值相减以得到时间脉冲差值序列ΔSRt；步骤九：设定时间范围[0,T]和符合门宽Wps，完成延时符合计数，绘制二阶关联曲线，定义该曲线峰值对应的时间aa＝1,2,…,T为信号光路和参考光路的时间差ΔT，并由此得到光源到目标的距离d＝c×ΔT，局部测距操作完成；步骤十：通过控制DMD选取尺寸为M×N的全局成像像素区域，进行后续全局成像操作，令此时通过桶探测器和面探测器得到的时间脉冲序列分别为ISt和IRt；步骤十一：利用步骤九的ΔT对桶探测器得到的时间脉冲序列进行修正，即有IS′t＝|ISt-ΔT|，然后利用IS′t和IRt完成符合计数，得到符合计数值Cx,y；步骤十二：根据线性映射方法，将Cx,y与灰度值进行映射，得到目标的量子灰度成像结果，全局成像操作完成。

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