[发明专利]一种基于量子光场的量子激光雷达系统及其控制方法

权利要求书

1.一种基于量子光场的量子激光雷达系统，其特征在于：包括激光器(LA)，激光器(LA)分别射出信号光和泵浦光，信号光经过第一全反镜(M1)和第一双色镜(DM1)的反射后进入第一偏振分光镜(PBS1)，第一偏振分光镜(PBS1)将信号光分为两束，第一束信号光经过第四全反镜(M4)的反射后进入光学发射系统(TT)，光学发射系统(TT)将第一束信号光射向目标(TA)，光学接受系统(RT)将接收到的目标(TA)反射后的第一束信号光发射至第三全反镜(M3)后进入第三偏振分光镜(PBS3)，第二束信号光经过第五全反镜(M5)、第二双色镜(DM2)和第二透镜(L2)进入PPKTP晶体(CR1)，泵浦光经过第一双色镜(DM1)和第二全反镜(M2)后进入第二偏振分光镜(PBS2)，第二偏振分光镜(PBS2)将泵浦光分为两束，第一束泵浦光经过第二双色镜(DM2)和第二透镜(L2)进入PPKTP晶体(CR1)，第二透镜(L2)用来调节激光腰斑模式和谐振腔本振模腰斑模式相匹配，以便保证输出的是纯基膜，通过PPKTP晶体(CR1)发生参量下转换产生压缩光，压缩光和第一束信号光经过第三偏振分光镜(PBS3)合并为信号光，第二束泵浦光经过延迟系统(DL)后与第三偏振分光镜(PBS3)发出的信号光经过第三双色镜(DM3)，然后同时通过BBO晶体(CR2)进行无噪相位敏感放大，产生的无噪放大信号光经过第一透镜(L1)入射到探测模块(CCD)，探测模块(CCD)将光信号转换为电信号，然后将电信号发送至信号滤波模块(SF)，信号滤波模块(SF)将经过处理的信号发送至量子图像处理模块(QP)，量子图像处理模块(QP)将处理后的图像数据发送至数字图像处理模块(DP)，信号注入模块(SI)与信号滤波模块(SF)连接。

2.根据权利要求1所述的基于量子光场的量子激光雷达系统，其特征在于：所述信号光的波长为1064nm，泵浦光的波长为532nm。

3.根据权利要求1所述的基于量子光场的量子激光雷达系统，其特征在于：所述信号滤波模块(SF)的输入端(IN)通过串联的第一电阻(R1)、第一电容(C1)和第二电阻(R2)连接至第一运放(A1)的正向输入端，第一运放(A1)的正向输入端通过第三电阻(R3)接地，第一运放(A1)的输出端通过第四电阻(R4)连接至第一运放(A1)的反向输入端，第一运放(A1)的反向输入端通过第五电阻(R5)接地，第一运放(A1)的输出端连接至第二运放(A2)的正向输入端，第二运放(A2)的输出端通过第六电阻(R6)分别连接至第一三极管(Q1)的集电极和基极，第一三极管(Q1)的发射极连接至第二运放(A2)的反向输入端，第一三极管(Q1)的集电极通过第七电阻(R7)连接至第一运放(A1)的反向输入端，第一运放(A1)的输出端通过第二电容(C2)连接至第一三极管(Q1)的基极，第一电阻(R1)和第一电容(C1)之间通过第八电阻(R8)连接至第二运放(A2)的输出端，第一电阻(R1)和第一电容(C1)之间通过串联的第三电容(C3)和第九电阻(R9)接地，第三电容(C3)和第九电阻(R9)之间通过第十电阻(R10)连接至第二三极管(Q2)的基极，第二三极管(Q2)的发射极通过第四电容(C4)接地，第二三极管(Q2)的集电极连接至第二运放(A2)的输出端，第二运放(A2)的输出端连接至信号滤波模块(SF)的输出端(OUT)，信号注入模块(SI)连接至第二三极管(Q2)的集电极。

4.一种权利要求1～3任意一项所述的基于量子光场的量子激光雷达系统的控制方法，其特征在于包括以下步骤：

A、激光器(LA)射出信号光照射在目标(TA)上，经过目标(TA)反射的信号光经过无噪相位敏感放大进入探测模块(CCD)，探测模块(CCD)将光信号转换为电信号；

B、电信号经过信号滤波模块(SF)滤波处理，同时信号注入模块(SI)向处理后的电信号中注入周期性的参考信号，相邻两个参考信号周期之间具有间断周期，间断周期的长度为参考信号周期的30％～50％；

C、量子图像处理模块(QP)对经过步骤B处理后的电信号进行量子图像处理，并进行数字图像重构；

D、数字图像处理模块(DP)对经过步骤C处理并重构生成的数字图像进行处理。