[发明专利]一种基于光子调控与非线性增强技术的光子相机

权利要求书

1.一种基于光子调控与非线性增强技术的光子相机，其特征在于：包括激光器、光子调控单元、光学发射单元、光学接收单元、光子识别单元、非线性放大单元以及光电探测器；

激光器发出激光进入光子调控单元，光子调控单元对激光中所有光子进行自旋角动量标记和轨道角动量标记后，经过光学发射单元射向目标，经目标反射后具有噪声以及目标图像信息的回波信号光经过大气传输后到达光学接收单元，光学接收单元将回波信号光接收到光子识别单元，光子识别单元在回波信号光中鉴别出所有具有自旋角动量标记和轨道角动量标记的光子作为信号光传输至非线性放大单元，信号光与非线性放大单元中一束高能量的泵浦光进行非线性差频后，泵浦光的能量转移到所述信号光中对信号光进行放大，最后该放大后的具有目标图像信息的信号光被光电探测器接收，并以电信号输出，实现目标的成像。

2.根据权利要求1所述的基于光子调控与非线性增强技术的光子相机，其特征在于：所述光子调控单元包括自旋角动量产生器和轨道角动量耦合器；自旋角动量产生器用于对激光器产生的光子进行自旋角动量标记，轨道角动量耦合器用于对光子的轨道角动量进行标记。

3.根据权利要求2所述的基于光子调控与非线性增强技术的光子相机，其特征在于：所述自旋角动量产生器为λ/4波片；所述轨道角动量耦合器为各向异性双折射相位板或全息图。

4.根据权利要求1所述的基于光子调控与非线性增强技术的光子相机，其特征在于：所述光子识别单元包括自旋角动量鉴别器和轨道角动量鉴别器；自旋角动量鉴别器用于从具有噪声和目标图像信息的回波信号光中提取出包含自旋角动量标记的光子，轨道角动量鉴别器用于从具有噪声和目标图像信息的回波信号光中提取出包含轨道角动量标记的光子。

5.根据权利要求4所述的基于光子调控与非线性增强技术的光子相机，其特征在于：所述自旋角动量鉴别器包括λ/4波片和偏振分束器，且λ/4波片本征轴与偏振分束器本征轴之间的夹角为45°；轨道角动量鉴别器为相位调制器件。

6.根据权利要求1所述的基于光子调控与非线性增强技术的光子相机，其特征在于：所述非线性放大单元包括强泵浦光光源以及非线性晶体；强泵浦光光源产生光强为几十微焦的泵浦光；所述非线性晶体采用偏硼酸钡晶体或三硼酸锂晶体或三硼酸锂铯晶体制成。