DK2811258T3 - Ultrafølsomt fotonisk hældningsmåler udnyttende det orbitale impulsmoment af lyset, og relevant vinkelmålingsfremgangsmåde - Google Patents
Ultrafølsomt fotonisk hældningsmåler udnyttende det orbitale impulsmoment af lyset, og relevant vinkelmålingsfremgangsmåde Download PDFInfo
- Publication number
- DK2811258T3 DK2811258T3 DK14425066.9T DK14425066T DK2811258T3 DK 2811258 T3 DK2811258 T3 DK 2811258T3 DK 14425066 T DK14425066 T DK 14425066T DK 2811258 T3 DK2811258 T3 DK 2811258T3
- Authority
- DK
- Denmark
- Prior art keywords
- polarization
- state
- light beam
- light
- measuring
- Prior art date
Links
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 title 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 71
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 52
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 28
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 26
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 claims description 18
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 15
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 9
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 9
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 claims description 8
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 claims description 7
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 2
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 claims description 2
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 claims description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 6
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 238000000386 microscopy Methods 0.000 description 3
- 230000005610 quantum mechanics Effects 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 3
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 3
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 3
- 101100234408 Danio rerio kif7 gene Proteins 0.000 description 2
- 101100221620 Drosophila melanogaster cos gene Proteins 0.000 description 2
- 241000220225 Malus Species 0.000 description 2
- 101100398237 Xenopus tropicalis kif11 gene Proteins 0.000 description 2
- YTAHJIFKAKIKAV-XNMGPUDCSA-N [(1R)-3-morpholin-4-yl-1-phenylpropyl] N-[(3S)-2-oxo-5-phenyl-1,3-dihydro-1,4-benzodiazepin-3-yl]carbamate Chemical compound O=C1[C@H](N=C(C2=C(N1)C=CC=C2)C1=CC=CC=C1)NC(O[C@H](CCN1CCOCC1)C1=CC=CC=C1)=O YTAHJIFKAKIKAV-XNMGPUDCSA-N 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000012552 review Methods 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 244000182625 Dictamnus albus Species 0.000 description 1
- 241001481828 Glyptocephalus cynoglossus Species 0.000 description 1
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 1
- 238000012984 biological imaging Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 101150118300 cos gene Proteins 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 238000000711 polarimetry Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- OIWCYIUQAVBPGV-DAQGAKHBSA-N {1-O-hexadecanoyl-2-O-[(Z)-octadec-9-enoyl]-sn-glycero-3-phospho}serine Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OC[C@H](COP(O)(=O)OC[C@H](N)C(O)=O)OC(=O)CCCCCCC\C=C/CCCCCCCC OIWCYIUQAVBPGV-DAQGAKHBSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/26—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C9/00—Measuring inclination, e.g. by clinometers, by levels
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
- G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
- G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
- G01D5/344—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells using polarisation
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/70—Photonic quantum communication
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Polarising Elements (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Claims (14)
1. System (100, 100') til måling af den relative vinkelrotation Θ af to planer A og B, omfattende: - en lyskilde producerende en lysstråle, - første optisk undersystem integreret med plan A for at forberede en passende tilstand for lysstrålen; - andet optisk undersystem integreret med plan B for at måle tilstanden af lysstrålen forladende det første optiske system; hvor Θ er vinklen omkring en akse parallel med lysstrålen, kendetegnet ved at: - det første optiske undersystem omfatter i sekvens langs retningen af lysstrålen: ° organ (QWP, HWP) til at producere en lineært polariseret tilstand for lysstrålen; o en første q-plade (q-plade), som er en dobbeltbrydningsplade med en passende mønstret tværgående optisk akse og en topologisk singularitet ved sin midte med en associeret topologisk ladning q, og er anbragt til at forvandle en polariseringstilstand til en polariserings-/orbital impulsmomentstilstand; - det andet optiske undersystem omfatter i yderligere sekvens langs retningen af lysstrålen: o en anden q-plade (q-plade) med den samme topologiske ladning q som den første q-plade, hvor den anden q-plade er anbragt til at forvandle en polariserings-/orbital impulsmomentstilstand til en polariseringstilstand; o organ (PBS, APD) til at måle polariseringen af lysstrålen.
2. System ifølge krav 1, kendetegnet ved at organerne (QWP, HWP) til at producere en lineær polariseret tilstand for lysstrålen omfatter en kvartbølgeplade (QWP) og en halvbølgeplade (HWP), eller en polariseringsoptik som er ækvivalent i sin effekt på polariseringen af lysstrålen.
3. System ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved at organerne (PBS, APD) til måling af polariseringen af lysstrålen omfatter en polariseringsstråledeler (PBS) og en fotodetektor (APD), eller polariseringsoptik som er ækvivalent i sin effekt på polariseringen af lysstrålen og detektorer som er ækvivalente i deres effekt på måling af lysstrålen.
4. System ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 3, kendetegnet ved at efter q-pladen i det første undersystem og før q-pladen i det andet undersystem respektive første og anden halvbølgeplader (HWP) er placeret, til yderligere at øge systemvinkelfølsom heden.
5. System ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 4, kendetegnet ved at - lyskilden er en lyskilde med periodisk moduleret polarisering, for eksempel en Zeeman-laser; - før organerne (QWP, HWP) til at producere en lineær polariseret tilstand for lysstrålen, er en stråledeler placeret, som skaber en referencestråle og en målestråle; - referencestrålen, efter polariseringsdetektion, giver anledning til et periodisk signal som anvendes til frekvens- og/eller fasestabilisering af lyskilden og som reference for en fasedetektor af målestrålen; - målestrålen anvendes af det første og andet undersystem til at opnå et forbedret fasevariation, hvor det periodiske signal genereret med organerne (PBS, APD) til måling af polariseringen af lysstrålen sendes til fasedetektoren som måler dets oscillationsfase i forhold til referencen; hvor oscillationsfasen er direkte relateret til vinkelrotationen som skal måles.
6. System (1000) til måling af den relative vinkelrotation cp af to planer B og B' uden direkte optisk forbindelse, kendetegnet ved at det omfatter: ° et første system (100) ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 4, med to planer A og B; ° et andet system (1001) ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 4, med to planer A' og B' ; hvor lyskilden (200) er af det første system (100) er den samme fælles lyskilde (200) som lyskilden af det andet system (100') og er egnet til at producere en korreleret to-stråletilstand, hvor den første stråle sendes til det første system og hvor den anden stråle sendes til det andet system, systemet yderligere omfattende et elektroniksystem til målingen af den samtidige detektering af de to stråler.
7. System ifølge krav 6, kendetegnet ved at den korrelerede to-stråletilstand er en to-foton sammenfiltret tilstand.
8. System (2000) til måling af den relative vinkelrotation Θ af to planer A og B, kendetegnet ved at det omfatter: o et første system (100) ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 4, med to planer A og B; o et andet system (100') ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 4, med planerne A' og B' respektivt parallelle med A og B; hvor lyskilden (200) er af det første system (100) er den samme fælles lyskilde (200) som lyskilden af det andet system (100') og er egnet til at producere en korreleret to-stråletilstand, hvor lige efter lyskilden placeres en halvbølgeplade (HWP) på banen af kun et af de to systemer, for at øge følsomheden af målingen, hvor den første stråle sendes til det første system og den anden stråle sendes til det andet system, systemet yderligere omfattende et elektroniksystem til målingen af den samtidige detektering af de to stråler.
9. Fremgangsmåde til måling af den relative vinkelrotation Θ af to planer A og B med anvendelse af systemet ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 5, kendetegnet ved at de følgende trin udføres: - at sende lysstrålen til det første undersystem; - at sende lysstrålen forladende det første undersystem til det andet undersystem; - at måle polariseringen af lyset i det andet undersystem.
10. Fremgangsmåde til måling af den relative vinkelrotation φ af to planer B og B' med anvendelse af systemet (1000) ifølge et hvilket som helst af kravene 6 eller 7 , kendetegnet ved at de følgende trin udføres: - at forberede en korreleret forbundet to-stråletilstand af en lysstråle; - at udføre fremgangsmåden ifølge krav 9 med anvendelse af en stråle af to-stråletilstanden som lysstrålen sendt til det første undersystem af det første system (100); - at udføre fremgangsmåden ifølge krav 9 med anvendelse af den anden stråle af to-stråletilstanden som lysstrålen sendt til det andet undersystem af det andet system (100'), og - at sammenligne polariseringerne målt i de andre undersystemer af det første og andet system ved at tælle den samtidige detektering af de to stråler.
11. Fremgangsmåde ifølge krav 10, kendetegnet ved at den korrelerede to-stråletilstand er en to-foton sammenfiltret tilstand.
12. Fremgangsmåde til måling af den relative vinkelrotation Θ af to planer A og B med anvendelse af systemet (2000) ifølge et hvilket som helst af kravene 10 til 11 , kendetegnet ved at de følgende trin udføres: - at forberede en korreleret to-stråletilstand afen lysstråle; - at udføre fremgangsmåden ifølge krav 9 med anvendelse af en stråle af to-stråletilstanden som lysstrålen sendt til det første undersystem af det første system (100); - at udføre fremgangsmåden ifølge krav 9 med anvendelse af den anden stråle af to-stråletilstanden som lysstrålen sendt til det andet undersystem af det andet system (100'), og - at sammenligne polariseringerne målt i de andre undersystemer af det første og andet system ved at tælle den samtidige detektering af de to stråler; hvor planerne A' og B' af det andet system er respektivt parallelle med plan A og B af det første system, og lige efter lyskilden placeres en halvbølgeplade (HWP) på banen af kun et af de to systemer, for at øge følsomheden af målingen.
13. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af kravene 9 til 12, hvor en flerhed af målinger udføres, som grupperes i målingssæt MSi, MS2, ... MSk, med K positivt heltal større end 1, sættet MSi indeholdende et heltals antal Mi af målinger, og kendetegnet ved at: - MSi er et målesæt udført uden at bruge den første og anden q-plade; - MSk er et målesæt udført med en K-l'ende værdi af den topologiske ladning q af q-pladen, hvor K-l'ende værdien af den topologiske ladning q er større end eller lig med K-2'ende værdien af den topologiske ladning q; Og ved at de følgende trin udføres: - på baggrund af MSi sæt, at estimere en første værdi af Θ eller φ med en tilsvarende første fejl; - at se bort fra målingsværdierne uden for den første fejl; - på baggrund af MSk sættet, at estimere en K'ende værdi af Θ eller φ med en tilsvarende K'ende fejl; at tage K'ende værdien af Θ eller φ som værdien af Θ eller φ målt med systemet ifølge et hvilket som helst af kravene 1-5, 7-8, 11.
14. Fremgangsmåde ifølge krav 13, kendetegnet ved at K er større end 2.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT000318A ITRM20130318A1 (it) | 2013-06-03 | 2013-06-03 | Tiltmetro fotonico ultra-sensibile utilizzante il momento angolare orbitale della luce, e relative metodo di misura angolare. |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DK2811258T3 true DK2811258T3 (da) | 2016-05-23 |
Family
ID=48917640
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DK14425066.9T DK2811258T3 (da) | 2013-06-03 | 2014-05-30 | Ultrafølsomt fotonisk hældningsmåler udnyttende det orbitale impulsmoment af lyset, og relevant vinkelmålingsfremgangsmåde |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP2811258B1 (da) |
| DK (1) | DK2811258T3 (da) |
| ES (1) | ES2572102T3 (da) |
| IT (1) | ITRM20130318A1 (da) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9733108B2 (en) * | 2015-01-08 | 2017-08-15 | Nec Corporation | Method and apparatus for remote sensing using optical orbital angular momentum (OAM)-based spectroscopy for detecting lateral motion of a remote object |
| CN108168465B (zh) * | 2017-12-23 | 2019-07-23 | 西安交通大学 | 一种共光路激光外差干涉法滚转角高精度测量装置及方法 |
| CN112326024B (zh) * | 2020-09-25 | 2022-07-22 | 山东师范大学 | 一种同时测量涡旋光束拓扑荷大小和正负的装置及方法 |
| CN113446984B (zh) * | 2021-05-22 | 2022-04-19 | 西安电子科技大学 | 轨道角动量探测概率优化选择方法、系统、介质、终端 |
| CN114234856B (zh) * | 2021-12-16 | 2024-05-03 | 广东鼎泰高科技术股份有限公司 | 一种刀具角度测量系统及钻针的主刀面角和次刀面角测量方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001503133A (ja) * | 1996-08-16 | 2001-03-06 | カム シー ラウ | ５−軸／６−軸レーザ測定システム |
| ITTO20060303A1 (it) | 2006-04-26 | 2007-10-27 | Consiglio Nazionale Ricerche | Lettera di incarico segue |
-
2013
- 2013-06-03 IT IT000318A patent/ITRM20130318A1/it unknown
-
2014
- 2014-05-30 ES ES14425066T patent/ES2572102T3/es active Active
- 2014-05-30 EP EP14425066.9A patent/EP2811258B1/en not_active Not-in-force
- 2014-05-30 DK DK14425066.9T patent/DK2811258T3/da active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2811258A1 (en) | 2014-12-10 |
| EP2811258B1 (en) | 2016-02-17 |
| ITRM20130318A1 (it) | 2014-12-04 |
| ES2572102T3 (es) | 2016-05-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DK2811258T3 (da) | Ultrafølsomt fotonisk hældningsmåler udnyttende det orbitale impulsmoment af lyset, og relevant vinkelmålingsfremgangsmåde | |
| Yu et al. | Compositing orbital angular momentum beams in Bi4Ge3O12 crystal for magnetic field sensing | |
| D'ambrosio et al. | Photonic polarization gears for ultra-sensitive angular measurements | |
| Bhandari | Polarization of light and topological phases | |
| Beck | Quantum mechanics: theory and experiment | |
| Alodjants et al. | Quantum phase measurements and non-classical polarization states of light | |
| Arteaga et al. | Stern-Gerlach experiment with light: separating photons by spin with the method of A. Fresnel | |
| Nichols | Coherence in polarimetry | |
| Yun et al. | Generation of positively-momentum-correlated biphotons from spontaneous parametric down-conversion | |
| Yang et al. | Quantum theory of photonic vortices and quantum statistics of twisted photons | |
| Wolfgramm | Atomic quantum metrology with narrowband entangled and squeezed states of light | |
| Wolinski | Polarization phenomena in optical systems | |
| Barberena et al. | All-optical polarimetric generation of mixed-state single-photon geometric phases | |
| Shi et al. | Vortex-phase-dependent momentum and position entanglement generated from cold atoms | |
| Samlan et al. | Quantifying classical entanglement using polarimetry: Spatially-inhomogeneously polarized beams | |
| Suchat et al. | Measurement of the Verdet constant in different mediums by using ellipsometry technique | |
| Cattaneo et al. | Application of second-harmonic generation to retardation measurements | |
| Milione | Vector beams for fundamental physics and applications | |
| Silvestri et al. | Experimental Observation of Earth's Rotation with Quantum Entanglement | |
| TJUEN | Experimental implementation of higher dimensional entanglement | |
| RU2560148C1 (ru) | СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИТООПТИЧЕСКИХ ЭФФЕКТОВ in situ | |
| Andreev | Polarimetry on the Advanced Cold Molecule Electron Electric Dipole Moment Experiment | |
| Dahoo et al. | Applications and Metrology at Nanometer-Scale 2: Measurement Systems, Quantum Engineering and RBDO Method | |
| Debnath et al. | Orbital Angular Momenta and Geometric Phase Characteristics of Spin-polarized Components of a General Paraxial Beam-field | |
| Cui et al. | On-chip Mach-Zehnder-like interferometer for atomic spin precession detection |