一种基于新型量子弱测量的高精密磁场计制造技术

本发明专利技术公开了一种基于新型量子弱测量的高精密磁场计，其包括：LED白光源，用于产生与磁场相互作用的宽谱光子；初态制备系统，用于将LED光源产生的宽谱光子准直，并将宽谱光子的偏振态制备到所需量子态上；磁光耦合系统，用于将宽谱光子所制备的量子态和磁场耦合后输出；探测系统，用于将宽谱光子圆偏振态转化为线偏振态，并在线偏振态中的水平和竖直偏振之间引入一个稳定的偏置相位差，从而将系统的工作点设置于最敏感区域；再进行偏振态投影从而对宽谱光子进行后选择，测量后选择出宽谱光子的光谱分布；通过比照光谱分布的变化，从而测算出磁光耦合系统所处位置磁场强度的变化。该方案利用特定的偏置相位差改变了传统弱测量的工作点，极大提高了测量精度。相比较超导量子干涉磁场计，可以达到相近分辨率且无需低温装置和干涉装置，成本低廉且工作状态稳定。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及精密测量领域，尤其涉及一种基于新型量子弱测量的高精密磁场计。
技术介绍
利用物理学的基本原理实现高精密测量是推动物理学本身和精密测量技术发展的重要驱动力，尤其是基于光学原理和技术的高精密测量方法已经可以用来测量引力波造成的微小相位扰动和实现超越衍射极限的成像。弱测量是从量子力学基本原理出发，用来放大微弱信号的一个有效手段，它在消耗大量的测量样本的同时可以带来更高的信噪比，具有经典方法无法达到的分辨能力。测量的含义就是把物体的某一性质，也就是物理学上说的可观测量，通过与另外一个物体，也就是“尺子”的某个可观测量进行比较给予量化。测量是人类认知物理世界的基本手段，测量能力的一个重要指标就是分辨率。在高精密测量中，为了提高分辨率，很多情况下光被选择作为这把“尺子”。这主要是由于光有以下几方面的优点。首先，光子可以携带信息以光速传播，适合进行大空间尺度的观测。其次，光子可以与物质产生相互作用，可以用来探测物质内部的各种属性，比如自旋，能级分布等。更重要的是，光子本身的可观测物理量，比如相位，与系统作用后产生的微小变化可以转化为光子数的变化，从而被精确的测定。所以测定光的相位差本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于新型量子弱测量的高精密磁场计，其特征在于，包括：LED白光源、光子初态制备系统、磁光耦合系统以及探测系统；其中：所述LED白光源，用于产生与磁场相互作用的宽谱光子；所述初态制备系统，用于将LED光源产生的宽谱光子准直，并将宽谱光子的偏振态制备到所需量子态上；所述磁光耦合系统，用于将宽谱光子的量子态和磁场耦合后输出；所述探测系统，用于将宽谱光子圆偏振态转化为线偏振态，并在线偏振态中的水平和竖直偏振之间引入一个稳定的偏置相位差，从而将系统的工作点设置于最敏感区域；再进行偏振态投影从而对宽谱光子进行后选择，测量后选择出宽谱光子的光谱分布；通过比照光谱分布的变化，从而测算出磁光耦合系统所处位置...

【技术特征摘要】
1.一种基于新型量子弱测量的高精密磁场计，其特征在于，包括：LED白光源、光子初态制备系统、磁光耦合系统以及探测系统；其中：所述LED白光源，用于产生与磁场相互作用的宽谱光子；所述初态制备系统，用于将LED光源产生的宽谱光子准直，并将宽谱光子的偏振态制备到所需量子态上；所述磁光耦合系统，用于将宽谱光子的量子态和磁场耦合后输出；所述探测系统，用于将宽谱光子圆偏振态转化为线偏振态，并在线偏振态中的水平和竖直偏振之间引入一个稳定的偏置相位差，从而将系统的工作点设置于最敏感区域；再进行偏振态投影从而对宽谱光子进行后选择，测量后选择出宽谱光子的光谱分布；通过比照光谱分布的变化，从而测算出磁光耦合系统所处位置磁场强度的变化。2.根据权利要求1所述的一种基于新型量子弱测量的高精密磁场计，其特征在于，所述初态制备系统包括：准直透镜组与第一Wollaston棱镜；所述准直透镜组，用于将LED光源产生的宽谱光子准直；所述第一W...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈耕，李传锋，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34