[发明专利]光的二阶相干度测量装置、方法和系统

说明书

本发明适用于光学测量技术领域，提供了光的二阶相干度测量装置、方法和系统。光的二阶相干度测量装置，所述光的二阶相干度测量装置包括：激光输出模块，用于输出若干激光光束；热光调制模块，用于接收所述激光输出模块的激光光束，将激光光束转化成热光；单光子调制模块，用于接收所述激光输出模块的激光光束，转化激光光束的波长，得到单光子光束；光子探测模块，用于接收所述热光和所述单光子光束，用于所述热光的二阶相干度和所述单光子光束的二阶相干度的符合测量计数。通过将热光调制模块和单光子调制模块设置在同一光路中，可同时测量不同光场的二阶相干度，使实验的效果更加丰富。

技术领域

本发明属于光学测量技术领域，尤其涉及光的二阶相干度测量装置、方法和系统。

背景技术

探索光场的高阶相干性及量子统计特性已成为量子光学研究的重要内容之一。对其的深刻认识可追溯到20世纪50年代Hanbury、Brown和Twiss(HBT)的不同时空点的强度关联测量以及1963年罗伊·格劳伯(Roy J.Glauber)提出的光场相干性理论。之后不久利用光电倍增技术，Arecchi等完成了相干光及热光场光子统计分布的测量，并在阈值附近获得上述光场的相干特性。与此同时,Morgan和Mandel利用单探测器测得热光场的聚束效应。随后HBT关联测量被应用于揭示光场反聚束效应及光子亚泊松分布等非经典特性。

随着光电探测技术的迅速发展，人们已经可以从单光子水平上对光场进行分析和测量。单光子探测技术作为最灵敏的光学探测手段以及它在量子光学和量子信息方面的重要作用，已被广泛应用于量子保密通信及光场精密测量等方面。至此结合单光子探测技术的HBT关联测量，可精确反映光场的光子统计特性及光源的动力学产生过程，利用HBT关联测量所得到的光场的二阶相干度g⁽²⁾(t)，不仅可以评估辐射场的强度关联起伏和量子特性,而且还可用来区分不同光场。

近期基于单光子计数的HBT关联测量已被广泛应用于光场空间相干特性的分析、鬼成像、不同轨道角动量组分和角位置的方位角HBT(azimuthal HBT)干涉效应、单光子源辐射光场的统计特性分析等方面。

现有技术光路比较复杂，且HBT实验装置不能同时对不同光进行HBT实验的测试，实验效果比较单一。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供光的二阶相干度测量装置，旨在解决HBT实验装置实验测量效果单一的问题。

本发明实施例是这样实现的，光的二阶相干度测量装置，所述光的二阶相干度测量装置包括：

激光输出模块，用于输出若干激光光束；

热光调制模块，用于接收所述激光输出模块的激光光束，将激光光束转化成热光；

单光子调制模块，用于接收所述激光输出模块的激光光束，转化激光光束的波长，得到单光子光束；

光子探测模块，用于接收所述热光和所述单光子光束，用于所述热光的二阶相干度和所述单光子光束的二阶相干度的符合测量计数。

本发明实施例的另一目的在于光的二阶相干度测量方法，应用于所述的光的二阶相干度测量装置，所述光的二阶相干度测量方法包括：

启动激光输出模块，调节激光光束；

调节热光调制模块和/或单光子调制模块；

其中，调节所述热光调制模块，使热光光束在所述热光调制模块中的透射光和反射光到光子探测模块的时间相同；调节所述单光子调制模块，转化激光光束的波长，调节准直器使单光子光束在所述单光子调制模块中的透射光路和反射光路到光子探测模块的时间相同。

本发明实施例的另一目的在于光的二阶相干度测量系统，所述光的二阶相干度测量系统包括：

所述的光的二阶相干度测量装置，接收热光和/或单光子光束，对单光子进行符合计数；