基于量子偏振的多维信息探测装置及多维信息探测方法

摘要

基于量子偏振的多维信息探测装置及多维信息探测方法，属于激光雷达技术领域，本发明为解决现有目标识别领域中远距离微弱信号回波遇到灵敏度极限的问题。本发明同步控制模块产生同步信号驱动激光器产生脉冲信号，同时将同步信号输出至偏振态编码器进行水平、垂直、对角和反对角伪随机脉冲序列调制，调制后经过发射光学器准直扩束照射目标，回波信号入射至接收光学器，然后通过三个分光器将回波信号分为四路信号，分别经过一个单光子探测器Gm-APD；同步信号处理器根据四个单光子探测器Gm-APD探测的脉冲信号获得回波脉冲序列，根据回波脉冲序列和同步信号获得目标距离、强度和偏振的多维信息。本发明用于激光雷达远距离微弱信号的探测。

主权项

基于量子偏振的多维信息探测装置，其特征在于，它包括同步控制模块(1)、激光器(2)、偏振态编码器(3)、发射光学器(4)、接收光学器(5)、三个分光器(6)、全反射镜(7)、检偏器(8)、四分之一波片(9)、二分之一波片(10)、第一单光子探测器Gm‑APD(11)、第二单光子探测器Gm‑APD(12)、第三单光子探测器Gm‑APD(13)、第四单光子探测器Gm‑APD(14)和同步信号处理器(15)；同步控制模块(1)产生同步信号驱动激光器(2)，激光器(2)产生高保偏度的脉冲信号，同时同步控制模块(1)将同步信号输出至偏振态编码器(3)，偏振态编码器(3)将脉冲信号进行水平、垂直、对角和反对角伪随机的脉冲序列调制，调制后的激光经过发射光学器(4)的准直扩束照射目标，目标的回波信号入射至接收光学器(5)，接收光学器(5)对回波信号进行聚焦收集，然后通过三个分光器(6)将回波信号分为四路信号，一路信号经过全反射镜(7)的反射后入射至第一单光子探测器Gm‑APD(11)，第一单光子探测器Gm‑APD(11)对一路信号进行探测，二路信号经过检偏器(8)的起偏后入射至第二单光子探测器Gm‑APD(12)，第二单光子探测器Gm‑APD(12)对二路信号进行探测，三路信号经过四分之一波片(9)的透射和检偏器(8)的起偏后入射至第三单光子探测器Gm‑APD(13)，四路信号经过二分之一波片(10)的透射和检偏器(8)的起偏后入射至第四单光子探测器Gm‑APD(14)；同步信号处理器(15)根据第一单光子探测器Gm‑APD(11)、第二单光子探测器Gm‑APD(12)、第三单光子探测器Gm‑APD(13)和第四单光子探测器Gm‑APD(14)探测的脉冲信号获得回波的脉冲序列，同步信号处理器(15)根据回波的脉冲序列和同步控制模块(1)产生的同步信号获得目标的距离、强度和偏振的多维信息。