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申请/专利权人：重庆邮电大学

摘要：本发明提出了一种基于纠缠光量子符合计数的非视距定位方法。首先，将连续泵浦光发射至玻片组生成线偏振光，通过双波长偏振分束器Dual‑wavelengthPolarizingBeamSplitter,DPBS形成Sagnac环路，同时照射周期极化磷酸氧钛钾PeriodicallyPoledKTP,PPKTP晶体，产生具有纠缠特性的信号光和参考光；然后，参考光由本地单光子探测器1接收并得到光子到达时间序列CH1，而信号光则发射至探测区域后，再由单光子探测器2接收得到光子到达时间序列CH2；其次，对光子到达时间序列进行符合计数并通过恒虚警率ConstantFalseAlarmRate,CFAR检测，判断目标是否存在；最后，根据符合计数结果对不同光子飞行路径进行分类判断，并进而选择相应的定位方法对目标进行定位。

主权项：1.一种基于纠缠光量子符合计数的非视距定位方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一：利用波长为405nm的半导体激光器产生泵浦光，并通过12玻片和14玻片将泵浦光调制成线偏振光。步骤二：线偏振光经过双波长偏振分束器Dual-wavelengthPolarizingBeamSplitter,DPBS分为顺时针和逆时针光路以形成Sagnac环路，同时照射周期极化磷酸氧钛钾PeriodicallyPoledKTP,PPKTP晶体发生自发参量下转换过程，得到纠缠光。步骤三：纠缠光通过DPBS分离成波长为810nm的参考光和信号光。步骤四：参考光和信号光通过光子耦合器，前者直接由本地单光子探测器1接收并得到光子到达时间序列CH1，而后者经扩束器发送至待测区域经墙面散射到达目标散射后被单光子探测器2接收，得到光子到达时间序列CH2。此时，传输路径与接收光子数满足： 其中，ηq为探测器的综合量子效率，Ta为激光传输介质的单向透过率，ηt和ηr分别为发射和接收光学系统的效率，θt为发射信号光的发散角，An为视场内墙面被照射部分在信号光发射光束截面方向上的投影面积，Am为墙面处信号光视场内的光斑面积，ρt为目标反射系数，At为目标的有效反射面积，l2为墙面散射点与目标的距离，ρw为墙面反射系数，Aw为单光子探测器在墙面散射点的有效接收面积，l3为墙面散射点与接收机的距离。Ar为接收光学系统的接收面积，为发射光子数，E0为单个脉冲能量，h为普朗克常量，v为信号光频率，τw为传输路径损耗。步骤五：通过高速采集电路记录光子到达时间序列，对信号光和参考光进行符合计数，得到的符合计数值nτ与二阶关联函数g2τ的关系如下： 其中，T为采样时间，R1和R2分别为单光子探测器1和2的光子计数率，γ1和γ2分别为单光子探测器1和2的暗计数率，τ为扩束器与目标位置的光子往返飞行时间。步骤六：根据符合计数结果进行恒虚警率ConstantFalseAlarmRate,CFAR检测，判断目标是否存在。若目标存在，则转步骤七；反之，则继续进行CFAR检测。步骤七：利用最小二乘法对离散点τ,g2τ进行多项式拟合，并将拟合曲线的峰值所对应的横坐标作为信号光和参考光的飞行时差τ，且有： 其中，L为扩束器与目标位置的光子往返飞行距离，c为光速。步骤八：改变扩束器发送信号光的位置并重复步骤一至七，根据符合计数结果得到相应的飞行时差。随后利用光速不变原理，对通过符合计数结果得到的光子飞行路径进行分类判断。步骤九：根据步骤八得到的分类结果选择不同的定位方法。具体而言，若光子飞行路径为反射路径或衍射路径，则进行圆形定位方法；若光子飞行路径为组合路径，则进行椭圆定位方法。随后，改变扩束器位置并重复步骤一至九，可得到多个圆形定位和椭圆定位结果的交点，而交点的质心即为目标的最终定位结果。

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