[实用新型]基于压缩真空态注入的量子雷达

说明书

本申请涉及一种基于压缩真空态注入的量子雷达，该量子雷达包括激光器、第一分束器、第二分束器、第三分束器、压缩装置、信号收发装置和信号检测装置；激光器用于产生光脉冲；第一分束器用于将光脉冲分束为信号光束和参考光束；信号光束经第二分束器分束为第一信号光束和第二信号光束；第一信号光束经信号由收发装置发射，并由收发装置接收返回的待测信号光束；第二信号光束经压缩装置后生成压缩真空态光束；待测信号光束和压缩真空态光束经第三分束器耦合生成耦合光束；耦合光束和参考光束经信号检测装置进行测量。上述量子雷达降低了压缩真空态光束在传输过程中的消耗，有效提高了探测信噪比。

技术领域

本申请涉及量子雷达技术领域，特别是涉及一种基于压缩真空态注入的量子雷达。

背景技术

压缩光是量子信息科学的重要资源之一，在光学精密测量、微弱信号检测等领域有着广泛的应用，例如，将压缩真空态注入迈克尔逊干涉仪的暗端，可以提高引力波探测的灵敏度。

相比经典激光雷达，利用压缩光源的量子雷达能够大程度上提升探测信噪比，理论上8dB的压缩度可以使信噪比提高6.25倍，而传统的利用压缩光源的量子雷达在发射光束至反射回波被接收这个过程中的链路损耗很大，导致压缩态在这种工作状态下的好处近乎没有。

实用新型内容

本申请实施例提供一种基于压缩真空态注入的量子雷达，可以降低压缩真空态光束在传输过程中的消耗，有效提高探测信噪比。

一种基于压缩真空态注入的量子雷达，包括激光器、第一分束器、第二分束器、第三分束器、压缩装置、信号收发装置和信号检测装置；

所述激光器用于产生光脉冲；

所述第一分束器用于将所述光脉冲分束为信号光束和参考光束；

所述第二分束器用于将所述信号光束分束为第一信号光束和第二信号光束；

所述信号收发装置用于发射所述第一信号光束，并接收返回的待测信号光束；

所述压缩装置用于压缩所述第二信号光束，并生成压缩真空态光束；

所述第三分束器用于将所述待测信号光束和所述压缩真空态光束耦合，并生成耦合光束；

所述信号检测装置用于接收所述参考光束和所述耦合光束，并进行测量。

在一实施例中，所述压缩装置包括光学参量振荡器。

在一实施例中，所述信号收发装置包括发射端光学望远镜和接收端光学望远镜，所述发射端光学望远镜用于发射所述第一信号光束，所述接收端光学望远镜用于接收所述待测信号光束。

在一实施例中，所述信号检测装置包括第四分束器、第一光子探测器、第二光子探测器、减法器和图像处理系统；所述第四分束器分别与所述第一光子探测器和所述第二光子探测器光路连接，所述第四分束器用于将所述参考光束和所述耦合光束耦合，并输出两路光场分别至所述第一光子探测器和所述第二光子探测器；所述减法器分别与所述第一光子探测器、所述第二光子探测器、所述图像处理系统电路连接。

在一实施例中，所述第四分束器的分束比设置为50:50。

在一实施例中，还包括延时装置，所述延时装置设置在所述参考光束的光路上，用于对所述参考光束进行延时处理。

在一实施例中，还包括相位敏感放大器，所述相位敏感放大器设置在所述耦合光束的光路上。

在一实施例中，还包括信号放大器，所述信号放大器设置在所述第一信号光束的光路上。

上述基于压缩真空态注入的量子雷达中，压缩装置生成的压缩真空态光束留在信号接收端，并与待测信号光束耦合，从而降低了压缩真空态光束在传输过程中的消耗，有效提高了探测信噪比。

附图说明