CN111397732A - 非定域波长-时间映射的双光子联合光谱测量方法及系统 - Google Patents
非定域波长-时间映射的双光子联合光谱测量方法及系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111397732A CN111397732A CN202010246919.4A CN202010246919A CN111397732A CN 111397732 A CN111397732 A CN 111397732A CN 202010246919 A CN202010246919 A CN 202010246919A CN 111397732 A CN111397732 A CN 111397732A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- photons
- photon
- idle
- signal
- wavelength
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 title claims abstract description 37
- 238000013507 mapping Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 title claims abstract description 8
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims abstract description 83
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 61
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims abstract description 53
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 34
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 20
- 230000008859 change Effects 0.000 claims abstract description 17
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 45
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 35
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 18
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 11
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 11
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002612 dispersion medium Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N lithium niobate Chemical compound [Li+].[O-][Nb](=O)=O GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012014 optical coherence tomography Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/28—Investigating the spectrum
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/02—Details
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
Abstract
本发明公开了非定域波长‑时间映射的双光子联合光谱测量方法及系统,包括以下步骤,首先对系统进行校准,得到闲置光子的波长与关联时间的关系;然后进行实际测量,将位于闲置光子光路的可调光谱滤波器移动至信号光子的光路上,改变校准时设定的可调光谱滤波器的中心波长,由此,可调光谱滤波器的中心波长变化情况为信号光子的波长变化情况,闲置光子的波长变化情况为λ=a′+bτ,根据信号光子和闲置光子的波长变化情况得到双光子联合频谱分布情况,本发明利用了色散傅里叶变换技术,将频率(波长)信息转化为时间信息,以实现快速测量;同时本发明具有更快的测量速度,由于色散元件是无源器件,也使该系统具有更好的稳定性。
Description
技术领域
本发明属于量子光源特性分析技术领域,具体属于非定域波长-时间映射的双光子联合光谱测量方法及系统。
背景技术
通过自发参量下转换过程产生的纠缠光子是一种非常重要的量子光源,在基础物理研究和量子信息技术领域中发挥着重要的作用。按照纠缠的维度划分,常见的纠缠类别有偏振纠缠、动量纠缠以及频率纠缠。频率纠缠光子源在量子定位和时钟同步、量子光谱学及量子光学相干层析等领域有着广泛的应用,受到了众多研究者的广泛关注。频率纠缠光子源的纠缠特性一般用频率纠缠度来表征,频率纠缠度越大,说明其纠缠特性越好。从易于实验测量的角度出发,频率纠缠度可定义为单光子光谱与双光子联合光谱的宽度之比。因此,为了获得频率纠缠度,需要对频率纠缠光子源的单光子光谱和双光子联合光谱进行测量。对于能量在单光子级别的频率纠缠光子源而言,其单光子光谱和双光子联合光谱测量方案目前主要有以下两种:
频域测量法,在频率纠缠光子源中的信号光路(或闲置光路)接入一台滤波器,另一路直接连接在单光子计数器上,便可组成一个频谱测量装置。依次扫描滤波器的中心波长,同时记录在设定波长处的符合计数值,这样便可测得信号光(或者闲置光)的频谱强度分布。测量双光子联合频谱时需在信号光路及闲置光路分别接入两台滤波器,通过依次扫描两路滤波器的中心波长,可测得频率纠缠光源的符合计数值与两台滤波器在设定波长处的变化情况,从而得到双光子联合频谱分布。
时域测量法,利用不同波长(频率)的光子在色散介质中传播速度不同的特性,通过扫描光子到达时间与外部触发信号的时延差,可对光谱成分进行分辨。类似地,测量双光子联合频谱时,通过依次扫描两路光子与外部触发信号的时延差,再根据时延差与波长的关系可得到获得两路光子的波长信息,进而重构双光子联合频谱。
总体而言,频域测量法用途广泛,对连续激光泵浦或者脉冲激光泵浦产生的频率纠缠光子源均可适用;缺点在于需要较长的扫描时间以获得完整的光谱信息。时域测量法精度高,相比于频域法具有更快的测量速度及更高的信噪比,但是该方案需要外部触信号作为时延测量的参考,因此并不适用于连续激光泵浦产生的频率纠缠光子源。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题,本发明提供一种非定域波长-时间映射的双光子联合光谱测量系统,解决现在单光子光谱和双光子联合光谱测量方法测量速度慢以及测量的应用范围窄。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:非定域波长-时间映射的双光子联合光谱测量方法,包括以下步骤:
步骤1)进行校准,在光纤偏振分束器的闲置光子输出端连接可调光谱滤波器,所述可调光谱滤波器的输出端连接色散元件,光纤偏振分束器的信号光子输出端连接第二单光子探测器;
步骤11)在待测频率纠缠光子源的光谱范围内,通过设定可调光谱滤波器的中心波长,得到符合测量装置给出的闲置光子和信号光子的关联时间分布,拟合关联时间分布的数据获得关联时间分布的中心值τ,然后通过线性拟合获得闲置光子的波长与关联时间的关系:λ=a+bτ,式中:λ为闲置光子的波长,a和b为实测数据线性拟合到的系数,其中,a为偏置,b为斜率;
步骤2)进行实际测试,将步骤1)位于光纤偏振分束器的闲置光子输出端的可调光谱滤波器移动至光纤偏振分束器的信号光子输出端;
步骤3)在待测频率纠缠光子源的光谱范围内,依次改变步骤11)中设定的可调光谱滤波器的中心波长,得到符合测量装置给出的闲置光子和信号光子的关联时间分布,拟合关联时间分布的数据获得关联时间分布的中心值;
步骤4)所述步骤3)中可调光谱滤波器的中心波长变化情况为信号光子的波长变化情况,闲置光子的波长变化情况为λ=a′+bτ,式中:λ为闲置光子的波长,τ为闲置光子和信号光子的关联时间分布的中心值,a′和b为实测数据线性拟合到的系数,其中,a′为偏置,b为斜率,根据信号光子和闲置光子的波长变化情况得到双光子联合频谱分布。
进一步的,所述步骤1)进行校准的具体步骤如下:
频率纠缠光子源输出光子到光纤偏振分束器,所述光纤偏振分束器将光子分为闲置光子和信号光子;
所述光纤偏振分束器将闲置光子输入可调光谱滤波器,所述可调光谱滤波器用于选出闲置光子窄带的光谱成分,可调光谱滤波器输出闲置光子至色散元件,所述色散元件引入色散实现闲置光子的频域分布傅里叶变换到时间分布,在时间上被展宽的闲置光子送入第一单光子探测器,所述第一单光子探测器将闲置光子转化为电压信号,随后第一单光子探测器输出电压信号至符合测量装置;
所述光纤偏振分束器将信号光子输入第二单光子探测器,所述第二单光子探测器将信号光子转化为电压信号,然后第二单光子探测器输出电压信号至符合测量装置,所述符合测量装置用于给出闲置光子和信号光子的关联时间分布。
进一步的,所述步骤2)的步骤如下:频率纠缠光子源输出光子至光纤偏振分束器,所述光纤偏振分束器将光子分为信号光子和闲置光子,
所述光纤偏振分束器将闲置光子输入色散元件,所述色散元件引入色散实现闲置光子的频域分布傅里叶变换到时间分布,在时间上被展宽的闲置光子送入第一单光子探测器,所述第一单光子探测器将闲置光子转化为电压信号,随后第一单光子探测器输出电压信号至符合测量装置,
所述光纤偏振分束器将信号光子输入可调光谱滤波器,所述可调光谱滤波器用于选出信号光子窄带的光谱成分,所述可调光谱滤波器输出信号光子至第二单光子探测器,所述第二单光子探测器将信号光子转化为电压信号,随后第二单光子探测器输出电压信号至符合测量装置。
进一步的,所述步骤2)中可调光谱滤波器移动至信号光子的光路上,扣除可调光谱滤波器引入信号光子光路上产生的时延,得到步骤4)中λ=a′+bτ,式中:λ为闲置光子的波长,τ为闲置光子和信号光子的关联时间分布的中心值,a′和b为实测数据线性拟合到的系数。
本发明还提供非定域波长-时间映射的双光子联合光谱测量方法的系统,包括光纤偏振分束器,所述光纤偏振分束器用于将光子分为闲置光子和信号光子,所述闲置光子的光路或信号光子的光路连接有可调光谱滤波器。
进一步的,还包括频率纠缠光子源,所述频率纠缠光子源的输出端连接所述光纤偏振分束器的输入端,所述闲置光子的光路依次连接可调光谱滤波器、色散元件、第一单光子探测器、符合测量装置,所述可调光谱滤波器接收闲置光子并选出闲置光子窄带的光谱成分,所述色散元件用于引入色散实现闲置光子的频域分布傅里叶变换到时间分布,所述第一单光子探测器用于接收色散元件输出的闲置光子并转化为电压信号,所述第一单光子探测器的输出端连接符合测量装置的第一通道,
所述信号光子的光路连接有第二单光子探测器,所述第二单光子探测器用于将信号光子转化为电压信号,所述第二单光子探测器连接符合测量装置的第二通道,所述符合测量装置用于给出闲置光子和信号光子的关联时间分布。
进一步的,还包括频率纠缠光子源,所述频率纠缠光子源的输出端连接所述光纤偏振分束器的输入端,所述信号光子的光路依次连接有色散元件、第一单光子探测器、符合测量装置,所述色散元件用于引入色散实现闲置光子的频域分布傅里叶变换到时间分布,所述第一单光子探测器用于接收色散元件输出的闲置光子并转化为电压信号,所述第一单光子探测器的输出端连接符合测量装置的第一通道;
所述信号光子的光路依次连接有可调光谱滤波器、第二单光子探测器、符合测量装置,所述可调光谱滤波器用于选出信号光子窄带的光谱成分,所述第二单光子探测器用于将信号光子转化为电压信号,所述第二单光子探测器连接符合测量装置的第二通道,所述符合测量装置用于给出闲置光子和信号光子的关联时间分布。
进一步的,所述频率纠缠光子源采用连续激光泵浦或其他类型的频率纠缠光子源代替。
进一步的,所述色散元件采用光纤布拉格光栅或其他类型的色散元件。
进一步的,所述可调光谱滤波器为可调带通滤波器。
与现有技术相比,本发明至少具有以下有益效果,本发明提供的非定域波长-时间映射的双光子联合光谱测量方法,系统一旦校准后,就不需要再移动滤波器,系统得到优化,同时我们利用了色散傅里叶变换技术,将频率(波长)信息转化为时间信息,以实现快速测量;同时利用未经色散的信号光子作为色散后的闲置光子的触发信号,不再需要额外的触发信号,也就无需外部触发信号及扫描延迟,拓展了时域测量法的应用范围,对连续激光泵浦或者脉冲激光泵浦产生的频率纠缠光子源均可适用。
相比于目前采用两台滤波器的频域测量法,本发明提出的一种非定域波长-时间映射的双光子联合光谱测量系统中只需要一个滤波器,极大的减少了波长扫描时间,因此,本发明具有更快的测量速度,同时由于色散元件是无源器件,也使该系统具有更好的稳定性。
附图说明
图1为本发明校准时的系统结构示意图;
图2为本发明实际测量时的系统结构示意图;
附图中:1-频率纠缠光子源,2-光纤偏振分束器,3-可调光谱滤波器,4-色散元件,5-第一单光子探测器,6-第二单光子探测器,7-符合测量装置。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。
本发明提供一种非定域波长-时间映射的双光子联合光谱测量系统,包括频率纠缠光子源1、光纤偏振分束器2、可调带通滤波器3、色散元件4、第一单光探测器5、第二单光探测器6、符合测量装置7,所述频率纠缠光子源1的输出端连接光纤偏振分束器2,所述光纤偏振分束器2将频率纠缠光子源1传输的光子分为闲置光子和信号光子,所述光纤偏振分束器3的闲置光子光路或信号光子光路连接有可调光谱滤波器3,可调光谱滤波器3用于选出窄带的光谱成分。
闲置光子光路连接可调光谱滤波器3,可调光谱滤波器3的输出端连接色散元件4,所述色散元件4用于引入色散实现闲置光子的频域分布傅里叶变换到时间分布,在时间上被展宽的闲置光子送入第一单光子探测器5,所述第一单光子探测器5将闲置光子转化为电压信号,所述第一单光子探测器5的输出端连接有符合测量装置7的第一通道,所述第一单光子探测器5将电压信号输入符合测量装置7内,光纤偏振分束器2分离的信号光子输入第二单光子探测器6,第二单光子探测器6将信号光子转化为电压信号,所述第二单光子探测器6的输出端连接至符合测量装置7的第二通道;
可调光谱滤波器3移动至信号光子光路上,闲置光子输入色散元件4,所述色散元件4的输出端连接第一单光子探测器5,所述第一单光子探测器5的输出端连接符合测量装置7的第一通道,所述信号光子输入可调光谱滤波器3,可调光谱滤波器3的输出端连接第二单光子探测器6,所述第二单光子探测器6的输出端连接符合测量装置7的第二通道。
优选的,频率纠缠光子源1采用连续激光泵浦、脉冲激光泵浦或其他类型的频率纠缠光子源,其中,连续激光泵浦由一块周期极化的铌酸锂(PPLN)波导产生;所述色散元件4采用的是光纤布拉格光栅、色散光纤或其他类型的色散元件,优选的,本发明中的可调光谱滤波器3选用可调带通滤波器。
本发明提供的非定域波长-时间映射的双光子联合光谱测量系统的测量方法,具体步骤如下:1)采用本发明提供的系统进行双光子联合光谱测量时,首先需要对系统进行校准,如图1所示,频率纠缠光子源1连接光纤偏振分束器2后,所述光纤偏振分束器2将频率纠缠光子源1传输的一对偏振相互垂直的光子分为两路,闲置光和信号光,闲置光输出至可调光谱滤波器3,所述可调光谱滤波器3用于选出闲置光子窄带的光谱成分,所述可调光谱滤波器3的输出端连接色散元件4,所述色散元件4将引入色散实现闲置光子的频域分布傅里叶变换到时间分布,在时间上被展宽的闲置光子送入第一单光子探测器5,所述第一单光子探测器5将闲置光子转化为电压信号,所述第一单光子探测器5的输出端连接符合测量装置7的第一通道,所述信号光子输出至第二单光子探测器6,所述第二单光子探测器6将信号光子转化为电压信号,所述第二单光子探测器6连接符合测量装置7的第二通道,所述符合测量装置7给出闲置光子和信号光子的关联时间分布;
在待测频率纠缠光子源1的光谱范围内,设定可调光谱滤波器3的中心波长三个或者若干个不同值,同时得出符合测量装置7给出的闲置光子和信号光子的关联时间分布,拟合关联时间分布的数据获得关联时间分布的中心值(τ),然后通过线性拟合获得闲置光子波长与关联时间的关系:λ=a+bτ,式中:λ为闲置光子的波长,a和b为实测数据线性拟合到的系数,其中,a为偏置,b为斜率;在上述校准步骤中,本发明通过可调光谱滤波器3选出闲置光子的多个窄带的光谱成分,即多个不同的λ,对应获得多个不同的关联时间分布的中心值,得到闲置光子的色散傅里叶变化关系即λ=a+bτ。
2)实际进行双光子联合光谱测量时,可调光谱滤波器3从闲置光路移动至信号光路,如图2所示,
频率纠缠光子源1连接光纤偏振分束器2,所述光纤偏振分束器2将频率纠缠光子源1传输的一对偏振相互垂直的光子分为两路,即闲置光和信号光,闲置光输出至色散元件4,所述色散元件4将引入色散实现闲置光子的频域分布傅里叶变换到时间分布,在时间上被展宽的闲置光子送入第一单光子探测器5,所述第一单光子探测器5将闲置光子转化为电压信号,所述第一单光子探测器5的输出端连接符合测量装置7的第一通道,所述第二单光子探测器6连接可调光谱滤波器3,所述可调光谱滤波器3的输出端连接第二单光子探测器6,所述第二单光子探测器6将信号光子转换为电压信号,所述第二单光子探测器6连接符合测量装置7的第二通道,所述符合测量装置7给出闲置光子和信号光子的关联时间分布;
在待测频率纠缠光子源1的光谱范围内,依次改变校准时设定的可调光谱滤波器3的中心波长,同时得到符合测量装置7给出的闲置光子和信号光子的关联时间分布,拟合关联时间分布的数据获得关联时间分布的中心值τ;需要说明的是,由于上述校准步骤中可调光谱滤波器3从闲置光路移动到信号光路,需要扣除可调光谱滤波器3本身引入时延的影响,故实际测试所用闲置光子波长与时间的关系为λ=a′+bτ,式中:λ为闲置光子的波长,τ为闲置光子和信号光子的关联时间分布的中心值,a′和b为实测数据线性拟合到的系数,其中,a′为偏置,b为斜率;因此,信号光的波长由可调光谱滤波器3的中心波长决定,可调光谱滤波器3的中心波长变化情况即为信号光子的波长变化情况,闲置光的波长变化情况由λ=a′+bτ给出,根据信号光子和闲置光子的波长变化情况得到双光子联合频谱分布。
本发明在校准步骤和实际测量步骤中,闲置光子均经过色散元件,产生了色散傅里叶变换关系,闲置光子的波长信息转化为时间信息,通过校准步骤得出色散傅里叶变换关系即λ=a+bτ,然后将可调光谱滤波器放入信号光子光路不再需要移动,通过色散傅里叶变换关系和可调光谱滤波器得到双光子联合频谱分布,以实现快速测量,同时利用未经色散的信号光子作为色散后的闲置光子的触发信号,不再需要额外的触发信号,也就无需外部触发信号及扫描延迟,拓展了时域测量法的应用范围,对连续激光泵浦或者脉冲激光泵浦产生的频率纠缠光子源均可适用。
最后应说明的是:以上所述实施例,仅为本发明的具体实施方式,用以说明本发明的技术方案,而非对其限制,本发明的保护范围并不局限于此,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改、变化或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以权利要求所述的保护范围为准。
Claims (10)
1.非定域波长-时间映射的双光子联合光谱测量方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1)进行校准,在光纤偏振分束器(2)的闲置光子输出端连接可调光谱滤波器(3),所述可调光谱滤波器的输出端连接色散元件(4),光纤偏振分束器(2)的信号光子输出端连接第二单光子探测器(6);
步骤11)在待测频率纠缠光子源(1)的光谱范围内,通过设定可调光谱滤波器(3)的中心波长,得到符合测量装置(7)给出的闲置光子和信号光子的关联时间分布,拟合关联时间分布的数据获得关联时间分布的中心值τ,然后通过线性拟合获得闲置光子的波长与关联时间的关系:λ=a+bτ,式中:λ为闲置光子的波长,a和b为实测数据线性拟合到的系数,其中,a为偏置,b为斜率;
步骤2)进行实际测试,将步骤1)位于光纤偏振分束器(2)的闲置光子输出端的可调光谱滤波器(3)移动至光纤偏振分束器(2)的信号光子输出端;
步骤3)在待测频率纠缠光子源(1)的光谱范围内,依次改变步骤11)中设定的可调光谱滤波器(3)的中心波长,得到符合测量装置(7)给出的闲置光子和信号光子的关联时间分布,拟合关联时间分布的数据获得关联时间分布的中心值;
步骤4)所述步骤3)中可调光谱滤波器(3)的中心波长变化情况为信号光子的波长变化情况,闲置光子的波长变化情况为λ=a′+bτ,式中:λ为闲置光子的波长,τ为闲置光子和信号光子的关联时间分布的中心值,a′和b为实测数据线性拟合到的系数,其中,a′为偏置,b为斜率,根据信号光子和闲置光子的波长变化情况得到双光子联合频谱分布。
2.根据权利要求1所述的非定域波长-时间映射的双光子联合光谱测量方法,其特征在于,所述步骤1)进行校准的具体步骤如下:
频率纠缠光子源(1)输出光子到光纤偏振分束器(2),所述光纤偏振分束器(2)将光子分为闲置光子和信号光子,
所述光纤偏振分束器(2)将闲置光子输入可调光谱滤波器(3),所述可调光谱滤波器(3)用于选出闲置光子窄带的光谱成分,可调光谱滤波器(3)输出闲置光子至色散元件(4),所述色散元件(4)引入色散实现闲置光子的频域分布傅里叶变换到时间分布,在时间上被展宽的闲置光子送入第一单光子探测器(5),所述第一单光子探测器(5)将闲置光子转化为电压信号,随后第一单光子探测器(5)输出电压信号至符合测量装置(7);
所述光纤偏振分束器(2)将信号光子输入第二单光子探测器(6),所述第二单光子探测器(6)将信号光子转化为电压信号,然后第二单光子探测器(6)输出电压信号至符合测量装置(7),所述符合测量装置(7)用于给出闲置光子和信号光子的关联时间分布。
3.根据权利要求1所述的非定域波长-时间映射的双光子联合光谱测量方法,其特征在于,所述步骤2)的步骤如下:频率纠缠光子源输出光子至光纤偏振分束器(2),所述光纤偏振分束器(2)将光子分为信号光子和闲置光子,
所述光纤偏振分束器(2)将闲置光子输入色散元件(4),所述色散元件(4)引入色散实现闲置光子的频域分布傅里叶变换到时间分布,在时间上被展宽的闲置光子送入第一单光子探测器(5),所述第一单光子探测器(5)将闲置光子转化为电压信号,随后第一单光子探测器(5)输出电压信号至符合测量装置(7),
所述光纤偏振分束器(2)将信号光子输入可调光谱滤波器(3),所述可调光谱滤波器(3)用于选出信号光子窄带的光谱成分,所述可调光谱滤波器(3)输出信号光子至第二单光子探测器(6),所述第二单光子探测器(6)将信号光子转化为电压信号,随后第二单光子探测器(6)输出电压信号至符合测量装置(7)。
4.根据权利要求1所述的非定域波长-时间映射的双光子联合光谱测量方法,其特征在于,所述步骤2)中可调光谱滤波器(3)移动至信号光子的光路上,扣除可调光谱滤波器(3)引入信号光子光路上产生的时延,得到步骤4)中λ=a′+bτ,式中:λ为闲置光子的波长,τ为闲置光子和信号光子的关联时间分布的中心值,a′和b为实测数据线性拟合到的系数。
5.根据权利要求1-4任一项所述的非定域波长-时间映射的双光子联合光谱测量方法的系统,其特征在于,包括光纤偏振分束器(2),所述光纤偏振分束器(2)用于将光子分为闲置光子和信号光子,所述闲置光子的光路或信号光子的光路连接有可调光谱滤波器(3)。
6.根据权利要求5所述的非定域波长-时间映射的双光子联合光谱测量系统,其特征在于,还包括频率纠缠光子源(1),所述频率纠缠光子源(1)的输出端连接所述光纤偏振分束器(2)的输入端,所述闲置光子的光路依次连接可调光谱滤波器(3)、色散元件(4)、第一单光子探测器(5)、符合测量装置(7),所述可调光谱滤波器(3)接收闲置光子并选出闲置光子窄带的光谱成分,所述色散元件(4)用于引入色散实现闲置光子的频域分布傅里叶变换到时间分布,所述第一单光子探测器(5)用于接收色散元件(4)输出的闲置光子并转化为电压信号,所述第一单光子探测器(5)的输出端连接符合测量装置(7)的第一通道,
所述信号光子的光路连接有第二单光子探测器(6),所述第二单光子探测器(6)用于将信号光子转化为电压信号,所述第二单光子探测器(6)连接符合测量装置(7)的第二通道,所述符合测量装置(7)用于给出闲置光子和信号光子的关联时间分布。
7.根据权利要求5所述的非定域波长-时间映射的双光子联合光谱测量系统,其特征在于,还包括频率纠缠光子源(1),所述频率纠缠光子源(1)的输出端连接所述光纤偏振分束器(2)的输入端,所述信号光子的光路依次连接有色散元件(4)、第一单光子探测器(5)、符合测量装置(7),所述色散元件(4)用于引入色散实现闲置光子的频域分布傅里叶变换到时间分布,所述第一单光子探测器(5)用于接收色散元件(4)输出的闲置光子并转化为电压信号,所述第一单光子探测器(5)的输出端连接符合测量装置(7)的第一通道;
所述信号光子的光路依次连接有可调光谱滤波器(3)、第二单光子探测器(6)、符合测量装置(7),所述可调光谱滤波器(3)用于选出信号光子窄带的光谱成分,所述第二单光子探测器(6)用于将信号光子转化为电压信号,所述第二单光子探测器(6)连接符合测量装置(7)的第二通道,所述符合测量装置(7)用于给出闲置光子和信号光子的关联时间分布。
8.根据权利要求6或7所述的非定域波长-时间映射的双光子联合光谱测量系统,其特征在于,所述频率纠缠光子源(1)采用连续激光泵浦或其他类型的频率纠缠光子源代替。
9.根据权利要求6或7所述的非定域波长-时间映射的双光子联合光谱测量系统,其特征在于,所述色散元件(4)采用光纤布拉格光栅或其他类型的色散元件。
10.根据权利要求6或7所述的非定域波长-时间映射的双光子联合光谱测量系统,其特征在于,所述可调光谱滤波器(3)为可调带通滤波器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010246919.4A CN111397732B (zh) | 2020-03-31 | 2020-03-31 | 非定域波长-时间映射的双光子联合光谱测量方法及系统 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010246919.4A CN111397732B (zh) | 2020-03-31 | 2020-03-31 | 非定域波长-时间映射的双光子联合光谱测量方法及系统 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN111397732A true CN111397732A (zh) | 2020-07-10 |
CN111397732B CN111397732B (zh) | 2022-08-30 |
Family
ID=71434926
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202010246919.4A Active CN111397732B (zh) | 2020-03-31 | 2020-03-31 | 非定域波长-时间映射的双光子联合光谱测量方法及系统 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN111397732B (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114674430A (zh) * | 2022-04-12 | 2022-06-28 | 中国科学技术大学 | 一种探测天体光谱强度的量子干涉探测系统和方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102495467A (zh) * | 2011-11-11 | 2012-06-13 | 上海电机学院 | 一种利用混沌激光的时间关联特性进行成像的方法及装置 |
CN108718218A (zh) * | 2018-05-09 | 2018-10-30 | 中国科学院国家授时中心 | 基于频率纠缠光源的双向量子时间同步方法 |
-
2020
- 2020-03-31 CN CN202010246919.4A patent/CN111397732B/zh active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102495467A (zh) * | 2011-11-11 | 2012-06-13 | 上海电机学院 | 一种利用混沌激光的时间关联特性进行成像的方法及装置 |
CN108718218A (zh) * | 2018-05-09 | 2018-10-30 | 中国科学院国家授时中心 | 基于频率纠缠光源的双向量子时间同步方法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
D.R.SOLLI等: "amplified wavelength-time transformation for real-time spectroscopy", 《NATURE PHOTONICS》 * |
FEIYAN HOU等: "fiber-optic two-way quantum time transfer with frequency-entangled pulses", 《PHYSICAL REVIEW A》 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114674430A (zh) * | 2022-04-12 | 2022-06-28 | 中国科学技术大学 | 一种探测天体光谱强度的量子干涉探测系统和方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN111397732B (zh) | 2022-08-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6646727B2 (en) | Polarization mode dispersion characterization apparatus and method | |
Liu et al. | Quantum enhancement of phase sensitivity for the bright-seeded SU (1, 1) interferometer with direct intensity detection | |
JP2004004080A (ja) | 掃引波長計及び波長校正方法 | |
CN108534986B (zh) | 一种多纵模激光器谐振腔fsr测量装置及测量方法 | |
CN102607720A (zh) | 一种测量光程的方法和系统 | |
CN111277328B (zh) | 一种光波导中群速度色散的测量系统和测量方法 | |
CN104236725B (zh) | 一种精确测量激光波长的装置及方法 | |
RU102256U1 (ru) | Устройство для измерения параметров физических полей | |
CN112525828B (zh) | 一种基于光学时间拉伸的穆勒矩阵测量系统及方法 | |
CN113281278A (zh) | 一种快速超高分辨瞬态吸收光谱测量装置及测量方法 | |
CN111397732B (zh) | 非定域波长-时间映射的双光子联合光谱测量方法及系统 | |
CN114739922A (zh) | 一种多光频梳动态光谱检测系统和方法 | |
RU2512616C2 (ru) | Способ измерения параметров физических полей и устройство для его осуществления | |
RU2608394C1 (ru) | Устройство для измерения параметров физических полей | |
CN107228623A (zh) | 无导轨的绝对距离测量方法和系统 | |
CN214893682U (zh) | 一种快速超高分辨瞬态吸收光谱测量装置 | |
CN113566862B (zh) | 一种基于压缩感知原理的光纤白光干涉解调方法及系统 | |
JPH067071B2 (ja) | 光スペクトル測定装置 | |
CN112880716A (zh) | 一种基于ofdr技术的多通道光纤传感系统 | |
Imran et al. | Measurement of the group-delay dispersion of femtosecond optics using white-light interferometry | |
CN110187586A (zh) | 紧凑型单晶体薄腔和运用该薄腔的纠缠光子源系统 | |
JP3393081B2 (ja) | 光デバイスの特性評価システム | |
CN109506788A (zh) | 基于傅里叶锁模激光器的光波长测量系统 | |
Gerrits et al. | A balanced homodyne detector and local oscillator shaping for measuring optical Schrödinger cat states | |
CN112821179B (zh) | 光频梳产生装置及原子磁力计的光源稳频系统和方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |