[发明专利]基于二分光谱探测模块的弱测量方法及其系统

权利要求书

1.一种弱测量系统，其特征在于，包括光学模块和数据处理模块（8），还包括：二分光谱探测模块（7）；

光学模块包括：

SLD高斯光源（1）：产生单峰高斯光谱光束的SLD光源，输出给第一偏振片（2）；

第一偏振片（2）：在光轴45度方向，将光束输出为45度线偏振光，输出给第一四分之一波片（3）；

第一四分之一波片（3）：在光轴90度方向，将光束输出为圆偏振光，输出给相位补偿器（4）；

相位补偿器（4）：使不同波长的光处于不同的偏振态，其中光源中心波长对应的光处于线偏振态，其他波长对应的光处于椭圆偏振态，输出给第二四分之一波片（5）；

第二四分之一波片（5）：光轴与前选择中偏振片的光轴角度垂直，输出光给第二偏振片（6）；

第二偏振片（6）：光轴与前选择中偏振片的光轴角度接近垂直，输出光给二分光谱探测模块（7）的分束器；

二分光谱探测模块（7）的第一路电压信号、第二路电压信号输出给数据处理模块（8）；

数据处理模块（8）包括：

带有测量输入电压能力的A/D数据采集卡：当二分光谱探测模块（7）有电信号输出时，用A/D数据采集卡采集读取从二分光谱探测模块（7）输出的第一路电压信号、第二路电压信号这两路电信号；

所述二分光谱探测模块包括：

分束器：将接收到的光束，分成完全相同的两路光，分别记为第一路光、第二路光；

第一带通滤波器：滤波窗口在频谱上位于所述光束的光源中心波长左侧，对第一路光进行滤波，得到滤波后的第一路光；

第二带通滤波器：滤波窗口在频谱上位于所述光束的光源中心波长右侧，对第二路光进行滤波，得到滤波后的第二路光；

第一光电探测器：根据接收到的滤波后的第一路光的光强，输出与光强对应的第一路电压信号；

第二光电探测器：根据接收到的滤波后的第二路光的光强，输出与光强对应的第二路电压信号。

2.根据权利要求1所述的弱测量系统，其特征在于，在所述弱测量系统中：

将SLD光源产生的单峰高斯光谱光束输入到光路中来，光路中的光束进行前选择偏振，将光束先通过光轴在45度方向的第一偏振片（2），输出为45度线偏振光；再通过光轴在90度方向的第一四分之一波片（3），输出为圆偏振光；这束圆偏振光的前选择态为：

为偏振初始态；

i表示初始；

符号为态矢符号；

由此可以看出，经过前选择后的偏振态为H光和V光的相干叠加态。

3.根据权利要求1所述的弱测量系统，其特征在于，在所述弱测量系统中：

对前选择后的光束进行偏置弱测量，圆偏振光经过相位补偿器（4），由于相位补偿器（4）内双折射晶体的双折射效应，光束在不同的波长被调制成不同的偏振态，设置相位补偿器（4）使得光源中心波长对应的偏振态为线偏振态，其他波长对应的偏振态为椭圆偏振态。

4.根据权利要求1所述的弱测量系统，其特征在于，在所述弱测量系统中：

对经过相位补偿器（4）后光束进行后选择过程，经过相位补偿器（4）的光束经过第二四分之一波片（5）和第二偏振片（6），第二四分之一波片（5）的光轴与前选择中偏振片的光轴角度垂直，而第二偏振片（6）的光轴与前选择中偏振片的光轴角度接近垂直；经过第二四分之一波片（5）和第二偏振片（6）后的光束的后选择态为

其中，为偏振片和波片检偏出来的偏振末态；为偏转角度，小于1度；

在输出光的光谱上观察到双峰，若改变弱测量中的待测参量，观察到双峰的高度变化。