基于激光高阶横模的光学横向小位移的测量方法及装置

摘要

本发明涉及激光精密测量及量子测量领域的测量方法和装置，具体说是一种基于激光高阶横模的光学横向小位移的测量方法及装置。一种基于激光高阶横模的光学横向小位移的测量方法，包括以下步骤：（a）采用n阶模式以及n+1阶模式的厄米高斯激光分别作为信号光和本地光，所述n≧1；（b）使信号光产生横向平移量d；（c）将本地光与发生平移后的信号光即待测光各分成强度相等的两束光；（d）分别采集两束新的激光的强度信号，将相减后得到的电信号转换为相应的功率信号，可求出d的值进而推断待测物体的信息。本发明测量灵敏度高，可以达到或超过利用一阶压缩态光场的测量的灵敏度，且装置简单，易于操控。

主权项

一种基于激光高阶横模的光学横向小位移的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：（a）采用一束n阶模式的厄米高斯激光作为信号光（2），采用n+1阶模式的厄米高斯激光作为本地光（5），所述n≧1；（b）使信号光（2）产生横向平移量d；（c）基于平衡零拍探测原理，将本地光（5）与发生平移后的信号光即待测光（4）各分成强度相等的两束光，等分后的每一束本地光（5）均与等分后的一束待测光（4）重合，形成两束新的激光；（d）分别采集两束新的激光的强度信号，将强度信号转换为相应的电信号后相减；将相减后得到的电信号转换为相应的功率信号，该功率信号的表达式为：V_‑＝N_Lo[4(n+1)Nd²/w₀²+δ²X_n+1]，式中N_Lo和N分别为本地光（5）和待测光（4）的平均光子数，w₀为光束腰斑大小，δ²X_n+1为量子噪声项；根据上式即可求出d的值。