[发明专利]Gm-APD光子偏振探测系统

权利要求书

1.一种Gm-APD光子偏振探测系统，其特征在于，包括：光子发射系统和探测系统；

所述光子发射系统包括：依次设置的脉冲激光器、衰减器、线偏振和第一1/4波片；

所述探测系统包括：通过三个NPBS分成的四路光路和光子计数模块；其中，第一光路包括：依次设置的第一NPBS、第二NPBS、第一线偏振片、第一透镜组、第一Gm-APD；第二光路包括：依次设置的第一NPBS、第三NPBS、第二线偏振片、第二透镜组和第二Gm-APD；第三光路包括：依次设置的第二NPBS、第二1/4波片、第三线偏振片、第三透镜组和第三Gm-APD；第四光路包括：第三NPBS、第四透镜组和第四Gm-APD；

且所述第一Gm-APD、所述第二Gm-APD、所述第三Gm-APD和所述第四Gm-APD均与所述光子计数模块相连；

所述光子计数模块与所述数据处理器相连。

2.根据权利要求1所述的Gm-APD光子偏振探测系统，其特征在于，所述第一NPBS、所述第二NPBS和所述第三NPBS均为50:50的NPBS。

3.根据权利要求1所述的Gm-APD光子偏振探测系统，其特征在于，所述第一线偏振片的透振方向为90°。

4.根据权利要求1所述的Gm-APD光子偏振探测系统，其特征在于，所述第二线偏振片的透振方向为45°。

5.根据权利要求1所述的Gm-APD光子偏振探测系统，其特征在于，所述第三线偏振片的透振方向为45°。

6.根据权利要求1所述的Gm-APD光子偏振探测系统，其特征在于，所述第一NPBS、所述第二NPBS和所述第三NPBS的ε₀端均采用压缩真空态。

7.根据权利要求1所述的Gm-APD光子偏振探测系统，其特征在于，所述第四光路用于检测分光之后、偏振片之前的光子数，再根据其他三路的光子计数求得每一路光子在各路偏振片出的透过率，进而解算出回波信号光子的偏振态。

8.根据权利要求7所述的Gm-APD光子偏振探测系统，其特征在于，所述偏振态的解算方法为：

其中，P_s(k)是探测响应到k个光电子的概率；N_s是回波信号强度，也就回波脉冲内平均光电子数；Gm-APD探测器不响应概率为p(k＝0)＝exp(-N_s)，它产生响应的概率为

P_s(k≥1)＝1-exp(-N_s) (2)

系统采用四路Gm-APD测量斯托克斯参量，利用Gm-APD光子计数进行极微弱光的强度测量时，假设经过了M次测量统计，第i路与发射脉冲序列相关的雪崩脉冲数为K_i，则探测概率P_i可以计算得到

则第i路回波光电子数为

斯托克斯参量平均值为：

然后根据每一路回波信号强度的解算结果直接解算出回波信号光子的偏振态。