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申请/专利权人:中国科学院重庆绿色智能技术研究院
摘要:本发明涉及一种基于弱测量技术的双通道低频底噪抑制装置及方法,属于量子弱测量领域。该装置包括:弱测量系统前选择态制备模块、相位载波调制模块、分光模块、待测信号引入模块、后选择态测量通道、后选择态参考通道和解调模块;在同一弱测量光路中建立了含待测信号、系统底噪的测量通道和仅含系统底噪的自参考通道,通过系统双通道自相减,在待测信号中减除系统噪声项,以有效抑制输出信号底噪,提升待测信号的信噪比。针对弱测量技术的双通道低频底噪抑制装置,发明了一种针对此装置的信号解调算法,有效提取出系统各项相位变化量,并构建出双通道相位信号自相减的解调结果,有效去除系统噪声。
主权项:1.基于弱测量技术的双通道低频底噪抑制装置,其特征在于:该装置包括:弱测量系统前选择态制备模块11、相位载波调制模块22、分光模块5、待测信号引入模块6、后选择态测量通道33、后选择态参考通道44和解调模块9;其中,前选择态制备模块11包含窄带光源1和前选择偏振器2;相位载波调制模块22包含载波信号发生器4和光学相位调制器3;后选择态测量通道33包含第一偏振调节相位补偿器71、第一后选态偏振器72、第一光电探测器73和第一信号采集模块74;后选态测量通道44包含第二偏振调节相位补偿器81、第二后选态偏振器82、第二光电探测器83和第二信号采集模块84;由窄带光源1输出的光经由前选态偏振器2,前选态偏振器2为线偏振片,使得通过线偏振片的光为线偏振光P1,且可矢量垂直投影成偏振方向相互垂直正交的两个分量H和V,并输入到相位载波调制模块22中,相位载波调制模块22由光学相位调制器3和载波信号发生器4组成,当载波信号发生器4加载驱动电压倒光学相位调制器3时,使得两个偏振方向相垂直的偏振分量H和V之间生成相位调制变化函数即载波相位变化,其载波调制频率由载波信号发声器4控制;分光模块5将由相位载波调制模块22调制过的光按照一定光强比例分光后分别输入到待测信号引入模块6和后选择态参考通道44中;在待测信号引入模块6中,当外界物理量变化会引起空间光的两个正交偏振分量H、V产生相位差信号,即待测相位引入载波相位和待测相位的光束进入到后选择态测量通道33,其中,第一偏振调节相位补偿器71用于补偿光路中的测量系统相位误差,第一后选态偏振器72为线偏振片,使得通过线偏振片的光为线偏振光P2,且可矢量垂直投影成偏振方向相互垂直正交的两个分量H和V,并经由第一光电探测器73将光相位变化信号转化为电信号后输入到第一信号采集模块74中;后选择态测量通道输出的信号包含载波相位待测相位系统噪声相位变化和电噪声ne1;引入载波相位的光束进入到后选择态参考通道44,其中第二偏振调节相位补偿器81、第二后选态偏振器82、第二光电探测器83和第二信号采集模块84与后选择态测量通道33中的第一偏振调节相位补偿器71、第一后选态偏振器72、第一光电探测器73和第一信号采集模块74分别对应相同;后选择态参考通道输出的信号包含载波相位系统噪声相位变化和电噪声ne2;第一信号采集模块74和第二信号采集模块84将分别采集到的信号输入到解调模块9中。
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