[发明专利]一种基于双光子关联的相干涡旋拓扑荷的测量法

摘要

本发明涉及一种基于双光子关联的相干涡旋拓扑荷的测量方法。所述基于双光子关联的相干涡旋拓扑荷的测量方法包括如下步骤产生非相干纠缠光子对；将所述纠缠光子对通过分束器分为i光子和s光子；控制计算机使通过空间光调制器的s光子获得涡旋相位，然后将光信号耦合到单模光纤，用雪崩二极管进行单点测量；控制计算机使通过空间光调制器的i光子获得特定的振幅和相位，然后将光信号耦合到单模光纤，用雪崩二极管进行单点测量；将两路所测量的光信号进行关联计算并用计算机记录；通过改变i光子所在光路的空间光调制器的透射系数，寻找输出关联值中的最大值；该最大值所对应的i光子透射系数就是s光子的涡旋拓扑荷值。本发明采用非相干纠缠光子对作为光源，在单光子水平上对相干涡旋的拓扑荷进行了测量，具有测量结果准确、测量范围大的优点。

主权项

一种基于双光子关联的相干涡旋拓扑荷的测量法，其特征在于，包括如下步骤：(1)非相干纠缠光子对经分束器2被拆分成两个光子，并分别进入所述分束器2的透射光路s和反射光路i；进入所述分束器2透射光路s的光子被称为s光子，进入所述分束器2透射光路i的光子被称为i光子；(2)所述s光子经第一带通滤波器3后进入第一空间光调制器4；分束器2与第一空间光调制器4之间的距离为q1；所述第一空间光调制器4与第一计算机5相连接，并在第一计算机5的控制下使得从其出射的s光子获得拓扑荷为m的涡旋相位；(3)所述i光子经第二带通滤波器6后进入第二空间光调制器7；分束器2与第一空间光调制器4之间的距离为q2，且q1＞q2；所述第二空间光调制器7与第二计算机8相连接，并在第二计算机8的控制下使得从其出射的i光子获得特定的振幅和相位；(4)从所述第一空间光调制器4出射的s光子经第一透镜9耦合进入第一单模光纤10被第一雪崩光电二极管11接收；z1是第一空间光调制器4到第一透镜9的距离，且满足q2‑q1＝z1；(5)从所述第二空间光调制器7出射的i光子经第二透镜12耦合进入第二单模光纤13被第二雪崩光电二极管14接收；(6)所述第一雪崩光电二极管11和第二雪崩光电二极管14的输出信号进入关联计数器15，并被第三计算机16记录下来；(7)利用第二计算机8改变第二空间光调制器7的透射函数的系数l，并记录下关联计数器15的输出值；关联计数器15获得最大输出信号时，第二空间光调制器7所取的透射系数l即是s光子的涡旋拓扑荷值m。