一种基于双光子纠缠的太赫兹波成像装置

摘要

本发明公开了一种基于双光子纠缠的太赫兹波成像装置，包括泵浦光源，望远镜系统，分束镜，两个二分之一波片，两个偏振分束器，三个MgO：LiNbO₃晶体，三个反射镜，成像透镜，太赫兹波收集透镜，两个单光子探测器以及符合测量装置。从泵浦光源出射的泵浦光经望远镜系统缩束后，被分束镜分为透射和反射两束泵浦光。透射的泵浦光通过第一二分之一波片和第一偏振分束器后，激励第一MgO：LiNbO₃晶体产生具有纠缠性质的太赫兹波光子和斯托克斯（Stokes）光子。太赫兹光子经过硅棱镜耦合输出，斯托克斯光子从第一MgO：LiNbO₃晶体输出面出射。具有操作灵活、结构简单、抗干扰能力强、分辨率高、非定域式的等优点。

主权项

一种基于双光子纠缠的太赫兹成像装置，其特征在于，包括泵浦光源(1)、望远镜系统(3)、分束镜(4)、两个二分之一波片(5，15)，两个偏振分束器(6，16)，三个MgO：LiNbO₃晶体(7，14，19)、三个反射镜(17，18，21)、成像透镜(11)、太赫兹波收集透镜(13)、两个单光子探测器(23，24)、符合测量装置(25)；其中：所述泵浦光源(1)出射的泵浦光经望远镜系统(3)缩束后，被分束镜(4)分为透射和反射两束泵浦光；透射的泵浦光通过第一二分之一波片(5)和第一偏振分束器(6)后，激励第一MgO：LiNbO₃晶体(7)产生具有纠缠性质的太赫兹波光子(9)和斯托克斯光子(10)；太赫兹光子(9)经过硅棱镜(8)耦合输出，斯托克斯光子(9)从第一MgO：LiNbO₃晶体(7)输出面出射；在太赫兹光子(9)传输路径上放置成像透镜(11)、待成像物体(12)、太赫兹收集透镜(13)；太赫兹光子(9)会聚于第二MgO：LiNbO₃晶体(14)长底面；经分束镜(4)反射的泵浦光通过第二二分之一波片(15)和第二偏振分束器(16)，经第一反射镜(17)和第二反射镜(18)反射后，垂直入射至第二MgO：LiNbO₃晶体(14)的斜面；其中，该泵浦光与太赫兹光子(9)在第二MgO：LiNbO₃晶体(14)中混频，产生频率上转换光子(20)，经第三MgO：LiNbO₃晶体(19)放大后，被第三反射镜(21)反射至第一单光子探测器(23)，第一单光子探测器(23)前加一窄带滤波片(22)；在斯托克斯光子(10)传输路径上，放置加有光纤的第二单光子探测器(24)接收其光子，并可做空间成像扫描，第一单光子探测器(23)和第二单光子探测器(24)连接符合测量装置(25)。