利用经典光实现海森堡极限精度的相位测量系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种利用经典光实现海森堡极限精度的相位测量系统及方法，涉及精密测量技术领域。该相位测量系统包括N套单束光相位测量装置；其中单束光相位测量装置包括：激光器、光束位移器、挡光板、半波片、偏振分束器、样品、平面镜、消偏振分束器以及光探测器。本发明专利技术提供的利用经典光实现海森堡极限精度的相位测量系统及方法，利用经典统计光场的关联关系，将相位测量精度由经典测量极限突破至海森堡极限，并且提高了采样效率和对环境噪声的抗干扰能力，降低了器件成本。与量子精密测量方案相比，本发明专利技术相位测量系统及方法易于扩展，稳定性好，具有更广泛的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及精密测量，特别是涉及一种利用经典光实现海森堡极限精度的相位测量系统及方法。

技术介绍

1、精密测量问题一直以来都是自然科学的研究重点之一。不论是为了发现崭新的自然规律，亦或是为了解决生产生活中更高精度的需求，更精密的测量方法总是作为人们最可靠、最有效的工具之一。由于许多实际待测物理信号可以借助一些方法转化为光场或电场的相位信息，因此相位估计问题是精密测量问题中的重要代表。例如在生物医学成像、卫星传感以及引力波探测等诸多领域中，高精度的相位估计都发挥着关键作用。

2、影响测量精度的因素主要分为两类：一类是由于实验器材不理想、实验环境扰动等因素引起的偶然性误差；另一类则是由数学统计方法以及海森堡不确定性原理约束的本质误差。在经典测量问题中，受到数学上中心极限定理的约束，最佳的测量精度极限只能达到n-1/2量级，其中n为采样次数。这一经典测量极限通常也被称为标准量子极限(standardquantum limit，sql)。近年来，量子度量学领域的许多研究表明，利用量子纠缠或者关联关系作为资源，可以将测量精度提高到n-1量级，称之为海森本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种利用经典光实现海森堡极限精度的相位测量系统，其特征在于，包括N套单束光相位测量装置；N为大于1的整数；所述单束光相位测量装置包括：激光器、光束位移器、挡光板、半波片、偏振分束器、样品、第一平面镜、第二平面镜、第三平面镜、第四平面镜、第五平面镜、第六平面镜、第七平面镜、第一消偏振分束器、第二消偏振分束器、第三消偏振分束器、第四消偏振分束器、第一光探测器、第二光探测器、第三光探测器以及第四光探测器；

2.一种利用经典光实现海森堡极限精度的相位测量方法，其特征在于，所述相位测量方法基于权利要求1所述的相位测量系统；所述相位测量方法包括：

3.根据权利要求2所述的...

【技术特征摘要】

1.一种利用经典光实现海森堡极限精度的相位测量系统，其特征在于，包括n套单束光相位测量装置；n为大于1的整数；所述单束光相位测量装置包括：激光器、光束位移器、挡光板、半波片、偏振分束器、样品、第一平面镜、第二平面镜、第三平面镜、第四平面镜、第五平面镜、第六平面镜、第七平面镜、第一消偏振分束器、第二消偏振分束器、第三消偏振分束器、第四消偏振分束器、第一光探测器、第二光探测器、第三光探测器以及第四光探测器；

2.一种利用经典光实现海森堡极限精度的相位测量方法，其特征在于，所述相位测量方法基于权利要求1所述的相位测量系统；所述相位测量方法包括：

3.根据权利要求2所述的利用经典光实现海森堡极限精度的相位测量方法，其特征在于，所述fh路径和所述fv路径满足关系∫fhfvdr＝0和其中r表示空间坐标。

4.根据权利要求2所述的利用经典光实现海森堡极限精度的相位测量方法，其特征在于，所述根据光强信号和计...

【专利技术属性】
技术研发人员：张向东，郭子健，孙培杰，孙亦凡，李乾，孔令军，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：