基于超导纳米线单光子探测器的偏振测量与成像仪器的制作方法

技术特征：
1.基于超导纳米线单光子探测器的偏振测量与成像仪器，其特征在于，所述仪器包括：光束发射子系统、分振幅式光学子系统以及snspd探测子系统；所述光束发射子系统由飞秒光纤激光器、准直器、起偏器组成；所述分振幅式光学子系统用于对待测目标进行二维扫描，并利用分振幅法测量回波的偏振态，由光束转向镜、4个非偏振分束立方、4个不同方位角的起偏器、1个四分之一波片、准直器以及不同长度的延时线组成；所述snspd探测子系统用于对回波光子的探测，由低温恒温器、snspd器件、电压源以及时间-幅值转换器组成。2.根据权利要求1所述的基于超导纳米线单光子探测器的偏振测量与成像仪器，其特征在于，所述偏振测量与成像仪器的工作流程为：用多组已知偏振态的入射光标定整个分振幅式光学子系统的仪器矩阵；控制所述光束转向镜对待测目标进行二维扫描；单个snspd器件时分复用地对4个通道的回波进行探测；利用测得的4个通道的光子计数率以及标定的仪器矩阵，对回波的偏振态进行还原，利用还原得到的stokes向量对目标进行偏振成像重建。3.根据权利要求1所述的基于超导纳米线单光子探测器的偏振测量与成像仪器，其特征在于：所述飞秒光纤激光器提供中心波长为1560nm的出射光，出射光经过90：10的光纤分束器后，10％的光经可调光衰减器后通入光电探测器，光电探测器产生的电脉冲通入时间-幅值转换器的同步信号端口，作为计时开始信号；90％的光经过光纤准直器与起偏器后，输出的光束通过分束立方，经光束转向镜照射在目标表面；从目标反射的回波光子经光束转向镜、分束立方折转后耦合到一个与单模光纤连接的准直器，出射光经3个非偏振分束立方被分为4路；4个起偏器方位角调整为0
°
，45
°
，90
°
，135
°
，135
°
起偏器前设置一个1/4波片，波片快轴方向为0
°
，使用准直器将空间光耦合进单模光纤，4路光纤的长度并不相同，在0
°
、90
°
、45
°
、135
°
四个通道分别做了不同延时；4路光纤通过1
×
4光纤耦合器合并为1路，最终通入snspd探测子系统中；snspd探测子系统产生的电脉冲经过放大后通入时间-幅值转换器，作为计时结束信号，通过获取每一个像素共计数的统计直方图，分别对四个共计数峰进行积分即可获得每一路接收到的光子计数率。

技术总结
本发明公开了一种基于超导纳米线单光子探测器的偏振测量与成像仪器，仪器包括：光束发射子系统、分振幅式光学子系统以及SNSPD探测子系统；所述光束发射子系统由飞秒光纤激光器、准直器、起偏器组成；所述分振幅式光学子系统用于对待测目标进行二维扫描，并利用分振幅法测量回波的偏振态，由光束转向镜、4个非偏振分束立方、4个不同方位角的起偏器、1个四分之一波片、准直器以及不同长度的延时线组成；所述SNSPD探测子系统用于对回波光子的探测，由低温恒温器、SNSPD器件、电压源以及时间-幅值转换器组成。本发明利用时间-幅值转换器与SNSPD的特性，实现对入射光多种信息的同时获取，使得偏振成像系统能够适应多种应用场景。使得偏振成像系统能够适应多种应用场景。使得偏振成像系统能够适应多种应用场景。


技术研发人员：胡小龙 胡南 孟赟 邹锴 冯一帆 郝子繁
受保护的技术使用者：天津大学
技术研发日：2021.12.22
技术公布日：2022/4/5