[发明专利]基于纠缠双光子信号的压缩感知成像装置和方法

摘要

本发明公开了一种基于纠缠双光子信号的压缩感知成像装置和方法，解决了在采样数低的情况下成像质量不高的问题，其方法是在原有的量子成像装置的空间光调制器中加载确定性随机矩阵完成对目标物体的成像；在制备纠缠光时采用望远系统以及在望远系统之间沿激光传输方向放置的0度入射热镜和低通窄带滤镜对激光进行处理。成像方法包括制作向空间光调制器输入所用的图片；向空间光调制器输入图片；制备纠缠光；获得一个符合结果值；加载多组调制的观测矩阵，获取M个符合结果；构建量子成像数学模型；采用压缩感知算法对量子成像关系式求解恢复目标物体的图像。本发明所制备的纠缠光的纯度高且在低采样率的情况下能够很好的恢复目标物体的图像。

主权项

1.一种基于纠缠双光子信号的压缩感知成像装置，从激光器发出的激光首先经过光束调整以及滤除杂散光光路后打在BBO晶体上产生偏振方向互相垂直的纠缠双光子对，双光子整形光路对纠缠双光子对的光束半径大小进行调整后被偏振分束器分为两路光束，其中经过含有目标物体的光束称为信号光束，另一路未经过目标物体的光束称为闲置光束；信号光束经过成像透镜打在目标物体上之后被桶探测器收集并传输到信号光路中的单光子探测器；闲置光束经过加载有观测矩阵的空间光调制器调制后也被桶探测器收集并传输到闲置光路中的单光子探测器中，两光路中的单光子探测器的信号同步送入符合板卡中进行符合运算获得符合结果；通过改变空间光调制器所加载的观测矩阵获得对应的多个符合结果；其特征在于，所述空间光调制器中加载的观测矩阵为确定性随机矩阵，该确定性随机矩阵只需要确定第一个元素，后面的元素即可根据所需满足的函数关系式确定下来；用压缩感知算法结合所有的符合结果和对应加载的观测矩阵恢复出目标物体的图像，完成目标物体的量子成像。