[发明专利]一种基于双光子纠缠的太赫兹波成像装置

权利要求书

1.一种基于双光子纠缠的太赫兹成像装置，其特征在于，包括泵浦光源（1）、望远镜系统（3）、分束镜（4）、两个二分之一波片（5，15），两个偏振分束器（6，16），三个MgO：LiNbO₃晶体（7，14，19）、三个反射镜（17，18，21）、成像透镜（11）、太赫兹波收集透镜（13）、两个单光子探测器（23，24）、符合测量装置（25）；其中：

所述泵浦光源（1）出射的泵浦光经望远镜系统（3）缩束后，被分束镜（4）分为透射和反射两束泵浦光；透射的泵浦光通过第一二分之一波片（5）和第一偏振分束器（6）后，激励第一MgO：LiNbO₃晶体（7）产生具有纠缠性质的太赫兹波光子（9）和斯托克斯光子（10）；太赫兹光子（9）经过硅棱镜（8）耦合输出，斯托克斯光子（9）从第一MgO：LiNbO₃晶体（7）输出面出射；

在太赫兹光子（9）传输路径上放置成像透镜（11）、待成像物体（12）、太赫兹收集透镜（13）；太赫兹光子（9）会聚于第二MgO：LiNbO₃晶体（14）长底面；经分束镜（4）反射的泵浦光通过第二二分之一波片（15）和第二偏振分束器（16），经第一反射镜（17）和第二反射镜（18）反射后，垂直入射至第二MgO：LiNbO₃晶体（14）的斜面；其中，该泵浦光与太赫兹光子在第MgO：LiNbO₃晶体（14）中混频，产生频率上转换光子（20），经第三MgO：LiNbO₃晶体（19）放大后，被第三反射镜（21）反射至第一单光子探测器（23），第一单光子探测器前加一窄带滤波片（22）；

在斯托克斯光子（10）传输路径上，放置加有光纤的第二单光子探测器（24）接收其光子，并可做空间成像扫描，第一单光子探测器（23）和第二单光子探测器（24）连接符合测量装置（25）。

2.一种基于双光子纠缠的太赫兹成像装置，其特征在于，包括泵浦光源（1）、望远镜系统（3）、分束镜（4）、两个二分之一波片（5，15），两个偏振分束器（6，16），三个MgO：LiNbO₃晶体（7，14，19）、三个反射镜（17，18，21）、成像透镜（11）、太赫兹波收集透镜（13）、两个单光子探测器（23，24）、符合测量装置（25）；其中：

所述泵浦光源（1）出射的泵浦光经望远镜系统（3）缩束后，被分束镜（4）分为透射和反射两束泵浦光；透射的泵浦光通过第一二分之一波片（5）和第一偏振分束器（6）后，激励第一MgO：LiNbO₃晶体（7）产生具有纠缠性质的太赫兹波光子（9）和斯托克斯光子（10）；太赫兹光子（9）经过硅棱镜（8）耦合输出，斯托克斯光子（9）从第一MgO：LiNbO₃晶体（7）输出面出射；

在太赫兹光子传输路径上放置待成像物体（12）、太赫兹收集透镜（13），太赫兹光子会聚于第MgO：LiNbO₃晶体（14）长底面；经分束镜（4）反射的泵浦光经第一反射镜（17）和第二反射镜（18）反射后，垂直入射至第MgO：LiNbO₃晶体（14）的斜面；该泵浦光与太赫兹光子在第二MgO：LiNbO₃晶体（14）中混频，产生频率上转换光子（20），经第三MgO：LiNbO₃晶体（19）放大后，被第三反射镜（21）反射至第一单光子探测器（23），第一单光子探测器（23）前加一窄带滤波片（22）；

在斯托克斯光子传输路径上，放置成像透镜（11），以及加有光纤的第二单光子探测器（24）接收其光子，并可做空间成像扫描，第一和第二单光子探测器（23）和（24）连接符合测量装置（25）。

3.如权利要求1或2所述的基于双光子纠缠的太赫兹成像装置，其特征在于，所述的泵浦光源（1）是脉冲激光器，其波长不作限定，只要不为第一MgO：LiNbO₃晶体（7）吸收即满足要求。

4.如权利要求3所述的基于双光子纠缠的太赫兹成像装置，其特征在于，所述的泵浦光源（1）选择电光调Q脉冲Nd:YAG激光器。