一种紧凑型量子测距发射与接收系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种紧凑型量子测距发射与接收系统，包含准直器用于出射纠缠光，所述准直器后方依次设有第一偏振分束器、第二偏振分束器、扩束镜和可旋转反射镜，可旋转反射镜上方设有楔形棱镜，在第一偏振分束器和第二偏振分束器之间设有第一波片，在第二偏振分束器和扩束镜之间设有第二波片，可旋转反射镜与第一偏振分束器、第二偏振分束器、扩束镜形成粗定位系统，楔形棱镜与第一偏振分束器、第二偏振分束器、扩束镜形成精定位系统，本系统充分利用纠缠光光源的特点和优势，将粗定位、细定位、整合到一个简洁的系统中，收发一体，作为发射端的系统，同样可以完成接受的工作，且与粗定位细定位系统相辅相成。粗定位细定位系统相辅相成。粗定位细定位系统相辅相成。

【技术实现步骤摘要】
一种紧凑型量子测距发射与接收系统


[0001]本技术涉及量子光测距定位技术，具体是一种紧凑型量子测距发射与接收系统。

技术介绍

[0002]近年来，量子光学相关技术的研究促进了相关量子产品的产出，以量子通信和量子计算为代表的量子技术进入了大众的视野，在其中的量子测距中，量子光产生时由于信号光和闲置光是严格同步产生，极大的提高了测距的距离，同时，量子光计时时，采用符合计数的方式，具有极好的抗干扰性能。
[0003]以CN104199017A基于量子纠缠光的实时测距系统及其实现方法为首的相关量子测距与定位方面的成果相继出现，在此篇专利里囊括了基本的量子测距的框架和实验方法，但是对于应用和具体实施没有过多的诠释；在CN110187349A基于星基量子卫星的测距与定位系统中，其根据整体框架搭建了一个用于星地定位的量子定位系统，文中各部件的作用都较为详细，具有粗定位细定位等功能，但是作为功能模块，其组成较为复杂，在本文中，提出了一种用于量子定位的收发系统，使用一个光路可完成粗定位与细定位两个功能，且细定位具备更高的精度和效率，组成更为简洁。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于提供一种紧凑型量子测距发射与接收系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：
[0006]一种紧凑型量子测距发射与接收系统，包含准直器用于出射纠缠光，所述准直器后方依次设有第一偏振分束器、第二偏振分束器、扩束镜和可旋转反射镜，可旋转反射镜上方设有楔形棱镜，在第一偏振分束器和第二偏振分束器之间设有第一波片，在第二偏振分束器和扩束镜之间设有第二波片，可旋转反射镜与第一偏振分束器、第二偏振分束器、扩束镜形成粗定位系统，楔形棱镜与第一偏振分束器、第二偏振分束器、扩束镜形成精定位系统。
[0007]作为本技术的优选方案：所述第一偏振分束器为405nm双波偏振分束器，第二偏振分束器为810nm偏振分束器。
[0008]作为本技术再进一步的优选方案：所述第一波片为405nm四分之一波片，第二波片为405nm二分之一波片。
[0009]与现有技术相比，本技术的有益效果是：1、充分利用纠缠光光源的特点和优势，将粗定位、细定位、整合到一个简洁的系统中；
[0010]2、本设计收发一体，作为发射端的系统，同样可以完成接受的工作，且与粗定位细定位系统相辅相成；
[0011]3、粗定位采用传统的旋转快速反射镜实现，精定位使用双楔形棱镜组成楔形棱镜
组，大幅提高细定位的定位精度。
附图说明
[0012]图1为本技术的整体系统结构示意图。
[0013]图2为本技术进行405nm强光进入时形成粗定位系统的状态图。
[0014]图3为本技术进行810nm强光进入时形成细定位系统的状态图。
[0015]图4为本技术的工作流程图。
[0016]图中1
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准直器，2
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第一偏振分束器，3
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第一波片，4
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第二偏振分束器，5
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第二波片，6
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扩束镜，7
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可旋转反射镜，8
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楔形棱镜。
具体实施方式
[0017]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0018]在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0019]在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
[0020]请参阅图1，本技术实施例中，一种紧凑型量子测距发射与接收系统，包含准直器1用于出射纠缠光，所述准直器1后方依次设有第一偏振分束器2、第二偏振分束器4、扩束镜6和可旋转反射镜7，可旋转反射镜7上方设有楔形棱镜8，在第一偏振分束器2和第二偏振分束器4之间设有第一波片3，在第二偏振分束器4和扩束镜6之间设有第二波片5，可旋转反射镜7与第一偏振分束器2、第二偏振分束器4、扩束镜6形成粗定位系统，楔形棱镜8与第一偏振分束器2、第二偏振分束器4、扩束镜6形成精定位系统。
[0021]基于纠缠源的特性，在405nm泵浦光进入非线性晶体时，由于参量下转换的作用，会产生少量的810nm的纠缠光，一个405nm光子会分裂出两个810nm光子，并且这两个光子彼此纠缠，因此，在通过一般纠缠源出射的光，都会包含405nm的强光和810nm的弱纠缠光，通常使用滤光片滤去405nm的强光，在本设计中，将保留405nm的强光，使其用于粗定位系统，810nm纠缠光用于细定位系统。
[0022]具体的，所述第一偏振分束器2为405nm双波偏振分束器，第二偏振分束器4为810nm偏振分束器；所述第一波片3为405nm四分之一波片，第二波片5为405nm二分之一波片。
[0023]如图4，系统启动时，射入405nm强光和810nm弱纠缠光，在进入系统之后，分别走入相应光路，定位过程中首先进行粗定位功能，旋转快速可旋转反射镜7，对空间扫描405nm强光，照射到目标物体后，返回到系统中，检测到探测上有405nm一定强度返回信号，可判定目标物体在空间θ*l中，其中，θ为405nm光的出射发散角，l为所需定位物体的大致距离；粗定位完成之后，进行细定位的过程，细定位的组件为楔形棱镜8组，他由两块楔形棱镜8组成，两块楔形棱镜8楔形角所在面相互垂直，工作时，两块楔形棱镜8分别绕其垂直于楔形角所在面的轴旋转一定小角度，引起出射光的方位角变化，进行θ*l空间内的细扫描和定位，在细定位之后，进行量子光的符合计数，符合计数的时间差，即为光走过路程所需时间的两倍，在通过计算，即可知道靶标物体的实际距离。
[0024]如图2，为405nm的强光进入模组构成粗定位系统，如图所示，405nm的光从准直器1中出射，经过第一偏振分束器2，将光分为两束线偏振光，向上反射的S偏振光不使用，使用一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种紧凑型量子测距发射与接收系统，包含准直器(1)用于出射纠缠光，其特征在于，所述准直器(1)后方依次设有第一偏振分束器(2)、第二偏振分束器(4)、扩束镜(6)和可旋转反射镜(7)，可旋转反射镜(7)上方设有楔形棱镜(8)，在第一偏振分束器(2)和第二偏振分束器(4)之间设有第一波片(3)，在第二偏振分束器(4)和扩束镜(6)之间设有第二波片(5)，可旋转反射镜(7)与第一偏振分束器(2)、第二偏振分束器(4)、扩束镜(6)形成粗定位系统，楔形棱镜(8)与第一偏振分束器(2)、第二偏振分束器(4)、...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐信才，安雪碧，宋红岩，钱泳君，章丽，
申请(专利权)人：合肥量芯科技有限公司，
类型：新型
国别省市：