基于非线性光学谐波的相位放大方法、系统及测试方法与流程

1.本发明涉及激光技术、非线性光物理技术、光学测量等技术领域，尤其涉及一种基于非线性光学谐波的相位放大方法、系统及测试方法。


背景技术：

2.相位是波动光学和量子力学中最重要的参数之一。干涉仪中的两个光场之间的相对相位或量子力学中的叠加态之间的相对相位是非常重要的，因为许多物理量的动态变化，包括位移、温度、电场和磁场，都可以转化为光场或波函数之间的相对相位的变化。大多数高精度测量任务都可以转化为对某一特定物理过程中相位变化的测量。两个光场之间相对相位的变化是测量引导这种变化的物理量的基本原理。因此，如果能放大相对相位来提高测量分辨率，将是非常有利的。
3.传统的mz干涉仪为线性干涉仪，干涉仪内部只有一个波长的光在运转，干涉仪结构中没有倍频模块。而以往对于非线性光学干涉仪的研究，是通过放大信号的幅度（理想情况是在高增益放大信号的前提下，光增益过程自身噪声水平可以完全抑制），从而提高干涉仪的测量本领。其主要是基于非线性增益放大技术，结合非线性分束与合束技术，通过关联探测的干涉检测，提高干涉仪的测量本领。
4.在量子光学中，一种著名的实现相位放大的方法是基于多光子数和多路径的纠缠态，即noon态。noon态包含n个相等叠加的不可区分的粒子，所有粒子都在路径a或b的任意一条路径上。在noon态干涉过程中，相位变化的速度是单光子相位的n倍。由于n光子的有效德布罗意波长是单光子的1/n，这使得精密测量中的相位超分辨成为可能。
5.虽然noon态可用于相位放大和精密计量应用，但制备高光子数的noon态非常困难。到目前为止，制备的最高光子数的noon态为10光子。此外，当n很大时，探测概率很低，高光子数的noon态对光子所经历的任何光学损耗都非常敏感。
6.因此，相位放大方法是提高相位测量分辨率的重要手段，确立一种比使用noon状态更稳健的相位放大方法将具有重要的研究和应用意义。


技术实现要素：

7.为了解决上述现有技术中相位放大技术的缺陷，本发明提出了一种基于非线性光学谐波的相位放大方法，通过在光干涉前进行倍频实现光的相位放大，具有鲁棒性强，测量方便、稳定，易于拓展的特性。
8.本发明提出的一种基于非线性光学谐波的相位放大方法，对基准光进行偏振分束，获得具有不同偏振态的光束a和光束b，光束a和光束b均经过m次倍频后进行合束后干涉，获得光束a和光束b分别经过2m次谐波后的合束干涉光，使得干涉光的相位为基准光的2m倍。
9.优选的，偏振分束后的光束a和光束b传播路径相同。
10.优选的，经过n次谐波后的干涉光的光场为：enl
(nω)=e1'(nω) e
inφ(ω) iδφ(nω)
e2'(nω)；经过n次谐波后的干涉光的干涉强度分布为：i(nω){1 cos[nφ(ω) δφ(nω)]}；其中，e
nl
(nω)表示基准光偏振分束后的光束a和光束b分别经过n次谐波后的合束光的光场，e1'(nω)表示光束a经过n次谐波后的光场，e2'(nω)表示光束b经过n次谐波后的光场；φ(ω)表示光束a和光束b之间的相位差；δφ(nω)为光束a和光束b分别经过n次谐波后的相位偏置参数，e表示自然常数，i表示虚数；i(nω)为偏振分束后的光经过n次谐波后的光强。
[0011]
本发明还提供了一种基于非线性光学谐波的相位放大系统，用于实现所述的基于非线性光学谐波的相位放大方法，所述系统包括：偏振分束合束装置、倍频模块和干涉模块；偏振分束合束装置用于接收基准光，并对基准光进行偏振后分束，形成光束a和光束b；倍频模块设置在光束a和光束b的传播路径上，用于对光束a和光束b进行倍频处理，光束a和光束b倍频次数相同；干涉模块用于接收经过倍频处理后的光束a和光束b，并进行偏振干涉。
[0012]
优选的，光束a和光束b的传播路径相同，多个倍频模块顺序设置在光路上。
[0013]
优选的，偏振分束合束装置包括：半波片、偏振分束器、第一四分之一波片、第一反射镜、第二四分之一波片和第二反射镜；半波片设置在偏振分束器的入射端，用于调节偏振分束器的分光功率比例；偏振分束器用于对经过半波片调整偏振后的光束进行偏振分束；第一反射镜设置在设置在偏振分束器的反射光传播路径上，第一四分之一波片设置在第一反射镜的入射面，第一四分之一波片用于调节偏振分束器的反射光偏振；第一反射镜用于反射经过第一四分之一波片的光；第二反射镜设置在偏振分束器的透射光传播路径上，第二四分之一波片设置在第二反射镜的入射面；第二四分之一波片用于调节偏振分束器的透射光偏振，使经过第二反射镜反射的光在偏振分束器上反射。
[0014]
优选的，偏振分束合束装置还包括位移台和压电陶瓷；位移台用于承载第一反射镜，位移台滑动安装；半波片、偏振分束器、第一四分之一波片、第一反射镜、位移台第二四分之一波片、第二反射镜和压电陶瓷组合成偏振分束迈克尔逊干涉仪，位移台用于校正偏振分束迈克尔逊干涉仪的臂差；压电陶瓷设置在第二反射镜的背面，用于扫描偏振分束迈克尔逊干涉仪的臂差。
[0015]
优选的，干涉模块包括小孔单元和第一偏振器；小孔单元位于光路上最后一个倍频模块的出光方向上，第一偏振器用于接收经过小孔单元的出射光并进行偏振干涉后输出。
[0016]
优选的，还包括激光器，激光器用于发射基准光；倍频模块包括：第一聚焦透镜、二向色镜、双色偏振分束器、双色半波片、第三反射镜、周期性极化铌酸锂晶体、第四反射镜和第一准直透镜；
第一聚焦透镜设置在二向色镜的入射方向上，第一聚焦透镜用于对入射光进行聚焦，使得聚焦后的光束透射在二向色镜的入射面；双色偏振分束器设置在二向色镜的透射方向上，第一准直透镜设置在二向色镜的反射方向上；双色半波片和第三反射镜顺序设置在双色偏振分束器的透射光出射方向上，第四反射镜设置在双色偏振分束器的反射光出射方向上；周期性极化铌酸锂晶体设置在第三反射镜和第四反射镜之间；双色偏振分束器出射的透射光经过双色半波片调节偏振态后被第三反射镜反射到周期性极化铌酸锂晶体进行倍频处理，然后被第四反射镜反射回到双色偏振分束器，经双色偏振分束器反射回到二向色镜；双色偏振分束器出射的反射光被第四反射镜反射到周期性极化铌酸锂晶体进行倍频处理，再经第三反射镜投射到双色半波片调节偏振态后经双色偏振分束器透射回到二向色镜；经双色偏振分束器投射到二向色镜的光束被反射到第一准直透镜进行准直处理；或者，倍频模块包括沿光传播方向顺序设置的第二聚焦透镜、β硼酸钡晶体、第二准直透镜和带通滤波片，入射光经过第二聚焦透镜聚焦后经过β硼酸钡晶体倍频处理，然后再经过第二准直透镜准直后投射到带通滤波片进行空间滤波。
[0017]
为了验证本发明提出的一种基于非线性光学谐波的相位放大方法的有效性，本发明还提出了一种基于非线性光学谐波的相位放大系统测试方法，其包括以下步骤：s1、搭建所述的基于非线性光学谐波的相位放大系统；s2、沿着光路光传播方向，在各倍频模块的入射端设置测试位置；s3、测试经过干涉模块的干涉光的相位，并测试各测试位置处的光束偏振干涉后的相位；对测试位置处进行测试时，在测试位置设置测试用反射镜，在测试用反射镜的出光方向上顺序设置测试用偏振器和测试用光功率计，测试用偏振器用于对测试用反射镜反射后的光束a和光束b进行偏振干涉，测试用光功率计用于测量经过测试用偏振器的干涉光的功率和相位。
[0018]
本发明的优点在于：（1）本发明提供的基于非线性光学谐波的相位放大方法，打破了传统的倍频模块用于光频率调节的认知，将倍频模块应用于光干涉技术，实现了干涉光相位的放大。本发明提供的相位放大方法为相位放大提供了新方向和思路，将会极大的促进涉及相位测量领域的科学与应用研究发展。
[0019]
（2）本发明中，分束后的光束可通过同一路径传播，有利于简化光路，节约成本。
[0020]
（3）本发明提供的基于非线性光学谐波的相位放大系统，本质上是一个加入了倍频模块的迈克尔逊干涉仪，通过倍频模块的加入，使得传统的干涉仪具有了相位放大功能，为干涉仪测量精度的提高提供了新的研究方向。
[0021]
（4）本发明在干涉仪中加入倍频模块，实现了干涉仪中非线性光学的二次谐波产生过程，通过在干涉仪中引入了多级二次谐波过程，从而在干涉仪的输出端实现了相对于基准光干涉波形的相位放大。该相位放大方法在诸如透明材料的光学特性例如色散与吸收
等以及其他位移、角度、电场等可以转化为光相位的多种精密测量场景下有着极大的应用潜力，在未来精密测量领域的科学与应用研究将发挥重要的作用。
[0022]
（5）本发明中，分束后的两束光所在路径相同，即偏振分束合束装置也就是迈克尔逊干涉仪两臂走相同的路径，实现了更好的相位差稳定性。同时利用偏振来区分两个路径，保证了系统对两束光的精确识别，实现两束光的分别倍频，有利于提高干涉精度。
[0023]
（6）本发明中通过移动台和压电陶瓷的设置，可调节偏振分束合束装置即迈克尔逊干涉仪的臂差，进一步提高系统精度。
[0024]
（7）本发明中的倍频模块选择基于sagnac结构的倍频模块或者基于β硼酸钡晶体的倍频模块，保证了倍频稳定性，实现了更高的倍频效率。尤其是本发明的实施例中，两个倍频模块ppln的0型准相位匹配与bbo的i型双折射相位匹配，进一步提高了倍频效率和稳定性。
[0025]
（8）本发明中通过小孔单元进行光束滤波，优化了光束的空间模式，有利于提高干涉强度。
[0026]
（9）本发明提供的基于非线性光学谐波的相位放大系统测试方法，采用反射镜配置测试模块，以获取每一次倍频前后的光束的波形，在不改变光路的情况下验证了基于非线性光学谐波的相位放大的理论，验证过程可靠，结果可性，为本发明提供的基于非线性光学谐波的相位放大的推广奠定了基础。
附图说明
[0027]
图1(a)为本发明提出的基于非线性光学谐波的相位放大方法原理图；图1(b)为传统干涉仪的原理图；图2为实施例中基于非线性光学谐波的相位放大系统的模块图；图3(a)为实施例中基于非线性光学谐波的相位放大系统的结构图；图3(b)为实施例中第一测试位置示意图；图3(c)为实施例中第二测试位置示意图；图4为不同倍频次数对应的干涉光波形图。
[0028]
100、分束器
ⅰꢀ
；200、倍频模块a；300、倍频模块b；400、分束器ⅱ；500、反射镜ⅰ；600、反射镜ⅱ；1、激光器；2、半波片；3、偏振分束器；4、第一四分之一波片；5、第一反射镜；6、位移台；7、第二四分之一波片；8、第二反射镜；9、压电陶瓷；10、第一测试用反射镜；11、第一测试用偏振器；12、第一测试用光功率计；13、第五反射镜；14、第一聚焦透镜；15、二向色镜；16、双色偏振分束器；17、双色半波片；18、第三反射镜；19、周期性极化铌酸锂晶体；20、第四反射镜；21、第一准直透镜；22、第二测试用反射镜；23、第二测试用偏振器；24、第二测试用光功率计；25、第二聚焦透镜；26、β硼酸钡晶体；27、第二准直透镜；28、带通滤波器；29、小孔单元；30、第一偏振器；31、第一光功率计。
[0029]
名词解释：一次倍频光干涉强度：基准光分束后的两束光分别经过一次倍频后合束的光的干涉强度；m次倍频光干涉强度：基准光分束后的两束光分别经过m次倍频后合束的光的干涉
强度；m次倍频等于2m次谐波；基准光干涉强度：基准光分束后的直接合束的光的干涉强度；基准光偏振分束后的光：基准光分束后的两束光，且该两束光的偏振态分别为竖直态和水平态。
具体实施方式
[0030]
本实施方式提供的一种基于非线性光学谐波的相位放大方法，其原理如图1(a)所示，相当于加入了倍频模块的mz（马赫曾德）干涉仪,即将基准光经过偏振分束后，对每一束光分别进行m次倍频，再将光束合束并进行偏振干涉，则获得的干涉光的相位为基准光相位的2m倍，m≥1。
[0031]
实施例1：一种基于非线性光学谐波的相位放大系统参照图2、图3(a)，本实施方式中提供了一种基于非线性光学谐波的相位放大系统，包括激光器1、偏振分束合束装置、第一倍频模块、第二倍频模块和干涉模块。
[0032]
本实施方式中，偏振分束合束装置采用偏振分束迈克尔逊干涉仪，其包括：半波片2、偏振分束器3、第一四分之一波片4、第一反射镜5、位移台6、第二四分之一波片7、第二反射镜8和压电陶瓷9。
[0033]
第一倍频模块是由第五反射镜13、第一聚焦透镜14、二向色镜15、双色偏振分束器16、双色半波片17、第三反射镜18、周期性极化铌酸锂晶体19、第四反射镜20和第一准直透镜21组成；第二倍频模块是由第二聚焦透镜25、β硼酸钡晶体26、第二准直透镜27和带通滤波片28组成。干涉模块由小孔单元29、第一偏振器30与第一光功率计31组成。
[0034]
本实施例中，光学器件的作用和参数选择如下。
[0035]
激光器采用1560nm飞秒脉冲激光器，其中心波长为1560nm，脉冲重复频率为80mhz，输出功率大于1w，脉冲宽度150飞秒。激光器1输出的脉冲激光用来作为偏振分束迈克尔逊干涉仪、第一倍频模块和第二倍频模块的泵浦光。
[0036]
半波片2为工作波长在1560nm的半波片，用于调节偏振分束器3上的分光功率比例；偏振分束器3用于对经过半波片2调整偏振之后的脉冲激光进行偏振分束。
[0037]
第一四分之一波片4用于调节偏振分束器3的反射光偏振，使经过第一反射镜5反射的脉冲激光的偏振态变为水平偏振从而在偏振分束器3上透射。
[0038]
第一反射镜5用于反射经过第一四分之一波片4的脉冲激光；位移台6用于校正偏振分束迈克尔逊干涉仪的臂差。
[0039]
第二四分之一波片7用于调节偏振分束器3的透射光偏振，使经过第二反射镜8反射的脉冲激光的偏振态变为竖直偏振从而在偏振分束器3上反射。
[0040]
第二反射镜8用于反射经过第二四分之一波片7的脉冲激光。
[0041]
压电陶瓷9用于扫描偏振分束迈克尔逊干涉仪的臂差。
[0042]
第五反射镜13用于将偏振分束迈克尔逊干涉仪输出的脉冲激光进行偏转；第一聚焦透镜14对第五反射镜13反射的脉冲激光进行聚焦，使得脉冲激光聚焦在周期性极化铌酸锂晶体19内。
[0043]
二向色镜15，主要参数为ar@1560nm&hr
@780nm, 1560nm脉冲激光在二向色镜15发生透射，780nm脉冲激光在二向色镜15上发生反射。
[0044]
双色偏振分束器16的主要特征为对1560nm和780nm的脉冲激光都可以进行偏振分束，用于对由二向色镜15输入的1560nm激光进行偏振分束以及对由周期性极化铌酸锂晶体19产生的780nm激光进行偏振分束。
[0045]
双色半波片17主要特征为对于1560nm和780nm的脉冲激光都可以起到半波片的作用，用于对1560nm和780nm的脉冲激光进行偏振调节。
[0046]
第三反射镜18用于反射1560nm和780nm的脉冲激光。
[0047]
周期性极化铌酸锂晶体19为非线性光学晶体，横截面尺寸为1mm*2mm，长度为5mm，适配0型的1560nm-780nm倍频过程的准相位匹配条件，用于将1560nm的激光通过倍频变为780nm激光。
[0048]
第四反射镜20用于反射1560nm和780nm的脉冲激光。
[0049]
第一准直透镜21用于对经二向色镜15反射出来的780nm的激光进行准直。
[0050]
第二聚焦透镜25，用于对经过第一准直透镜21准直的脉冲激光进行聚焦，聚焦光束到β硼酸钡晶体26。
[0051]
β硼酸钡晶体26为两块正交粘合的i型（ooe）双折射相位匹配的β硼酸钡晶体bbo晶体组，每个bbo晶体的厚度为0.5mm，相位匹配角度为30
°
，整体的厚度为1mm，用于将780nm的脉冲激光倍频到390nm。
[0052]
第二准直透镜27用于对经过β硼酸钡晶体26之后的脉冲激光进行准直。
[0053]
带通滤波器28的中心波长为390nm，带宽为10nm，用于滤除β硼酸钡晶体26之后的780nm的基频光，保留390nm的倍频光。
[0054]
小孔单元29用于提供小孔进行空间滤波，优化脉冲激光的空间模式。
[0055]
第一偏振器30，用于对经过小孔单元29后的脉冲激光进行偏振干涉。
[0056]
第一光功率计31，用于测量经过第一偏振器30之后的光功率。
[0057]
具体的，1560nm脉冲激光中的竖直态1560nm光束在偏振分束器3反射经过第一四分之一波片4、第一反射镜5和第一四分之一波片4后变为水平态1560nm光束在偏振分束器3透射出去，并作为偏振分束合束装置的水平态出射光；1560nm脉冲激光中的水平态1560nm光束在偏振分束器3透射经过第二四分之一波片7、第二反射镜8和第二四分之一波片7后变为竖直态1560nm光束在偏振分束器3反射出去，并作为偏振分束合束装置的竖直态出射光；如此偏振分束合束装置的出光为水平态1560nm光束和竖直态1560nm光束。
[0058]
水平态1560nm光束和竖直态1560nm光束作为基频光被第五反射镜13反射到第一聚焦透镜14，第一聚焦透镜14将聚焦后光束投射到二向色镜15并发生透射。二向色镜15透射出的水平态1560nm光束在双色偏振分束器16处发生透射并投射到双色半波片17处变为竖直态1560nm光束，该竖直态1560nm光束经第三反射镜18反射到周期性极化铌酸锂晶体19处倍频为竖直态780nm光束，该竖直态780nm光束经第四反射镜20和双色偏振分束器16反射回到二向色镜15。二向色镜15透射出的竖直态1560nm光束经双色偏振分束器16和第四反射镜20反射到周期性极化铌酸锂晶体19处倍频为竖直态780nm光束，该竖直态780nm光束经第三反射镜18反射到双色半波片17处变为水平态780nm光束，该水平态780nm光束经双色偏振分束器16透射到二向色镜15。
[0059]
双色偏振分束器16透射到二向色镜15的水平态780nm光束和竖直态780nm光束在二向色镜15反射到第一准直透镜21进行准直处理。第一准直透镜21的出射光线即为第一倍频模块的出射光线。
[0060]
第一倍频模块的出射光线依次经过第二聚焦透镜25聚焦处理、β硼酸钡晶体26倍频处理、第二准直透镜准直处理后通过带通滤波器28滤波后输出。β硼酸钡晶体26将780nm光束倍频为390nm光束，经过带通滤波器28滤波后，第二倍频模块输出的光束为水平态390nm光束和竖直态390nm光束。该水平态390nm光束和竖直态390nm光束经过小孔单元29优化后投射到第一偏振器30进行偏振干涉。第一光功率计31对第一偏振器30出射的干涉光的测量结构如图4中波形(c)所示。
[0061]
实施例2：一种基于非线性光学谐波的相位放大系统测试方法本实施例中对实施例提供的基于非线性光学谐波的相位放大系统进行测试，以检测脉冲激光经过偏振分束光经过倍频后再合束干涉对相位的改变。
[0062]
本实施例中，在第一倍频模块和第二倍频模块的入射端分别设置测试位置，以获取各倍频模块前后的光相位，从而进行对比。
[0063]
值得注意的是，测试时为了不改变基于非线性光学谐波的相位放大系统的结构，各测试位置只能逐一测试。
[0064]
本实施例中，对第一个测试位置即第一倍频模块的入射端进行测试时，参照图3(b)设置第一测试用反射镜10、第一测试用偏振器11和第一测试用光功率计12。第一测试用反射镜10用于将偏振分束器3出射的两束光线反射到第一测试用偏振器11中进行偏振干涉，第一测试用光功率计12用于接收第一测试用偏振器11的出射光线并测量功率和相位，测量结果如图4中波形(a)所示。
[0065]
本实施例中，对第二个测试位置即第二倍频模块的入射端进行测试时，参照图3(c)设置第二测试用反射镜22、第二测试用偏振器23和第二测试用光功率计24。第二测试用反射镜22用于将偏振分束器第一倍频模块出射的两束光线反射到第二测试用偏振器23中进行偏振干涉，第二测试用光功率计24用于接收第二测试用偏振器23的出射光线并测量功率和相位，测量结构如图4中波形(b)所示。
[0066]
图4中波形(a)为基准光经过偏振分束后直接合束并偏振干涉获得的干涉光的相位图；图4中波形(b)为基准光经过偏振分束后，每束光进行一次倍频后再合束并偏振干涉获得的干涉光的相位图；图4中波形(c)可知为基准光经过偏振分束后，每束光进行二次倍频后再合束并偏振干涉获得的干涉光的相位图。
[0067]
结合图4中波形(a)、(b)、(c)可知，偏振分束后的光每增加一次倍频，合束光的干涉强变化周期便变为原来的1/2，由于光束的相位与干涉强度变化周期呈反比例关系，相位=2π/t，t表示干涉强度变化周期。可见，偏振分束后的光每增加一次倍频，合束光的干涉强度变化速度便增加为倍频前的2倍，即偏振分束后的光也就是基准光分束经过m次倍频，则合束光干涉强度的相位变化速度为基准光分束后直接合束的干涉强度的相位变化速度的2m倍。
[0068]
现有的mz（马赫曾德）干涉仪的原理如图1(b)所示，包括分束器
ⅰꢀ
100、分束器ⅱ400、反射镜ⅰ500和反射镜ⅱ600，其工作原理为：分束器
ⅰꢀ
100接收激光器1发射的激光并进行分束，分束后的两束光束的光场分别记为e1(ω)和e2(ω)，该两束光经过反射镜ⅰ500和反
射镜ⅱ600改编传播方向并在分束器ⅱ400处合束。此时，分束器ⅱ400的出射光的光场e
l
(ω)根据以下公式计算：e
l
(ω)=e1(ω) e
iφ(ω)
e2(ω)；分束器ⅱ400的出射光的干涉强度分布为：i(ω){1 cos[φ(ω)]}；其中，e
l
(ω)表示分束器ⅱ400的出射光的光场，φ(ω)表示分束器
ⅰꢀ
100分束后的两束光之间的相位差，e表示自然常数，i表示虚数，i(ω)表示基准光的光强，φ(ω)表明分束器
ⅰꢀ
100分束后的两束光未经倍频直接干涉后的干涉强度的相位变化速度，也就是束器
ⅰꢀ
100分束后的两束光的相位差。
[0069]
结合图4可以看到，经过一次倍频之后，干涉仪两个路径的相位差由φ(ω)被放大到了2
×
φ(ω)，一次倍频光干涉强度的变化周期变为了基准光干涉强度的变化周期的一半，相位差得到了2倍的放大。
[0070]
结合图4实验结果可知，图1(a)中光场为e1(ω)和e2(ω)的两束光分别经过倍频模块a200和倍频模块b300倍频后再在分束器ⅱ400处合束，倍频模块a200和倍频模块b300对光束进行一次倍频的过程也就是对光束进行2次谐波的过程。此时，倍频后分束器ⅱ400的出射光的光场e
nl
(2ω)根据以下公式计算：e
nl
(2ω)=e1'(2ω) e
i2φ(ω) iδφ(2ω)
e2'(2ω)；倍频后分束器ⅱ400的出射光的干涉强度分布为：i(2ω){1 cos[2φ(ω) δφ(2ω)]}；其中，e1'(2ω)表示光场为e1(ω)的光束经过倍频模块b300倍频后的光束的光场，e1'(2ω)与e1(ω)的平方成正比例关系；e2'(2ω)表示光场为e2(ω)的光束经过倍频模块a200倍频后的光束的光场，e2'(2ω)与e2(ω)的平方成正比例关系；i(2ω)表示基准光偏振分束后的光经过一次倍频的光强，2φ(ω)表示倍频模块a200倍频后的光束和倍频模块b300倍频后的光束之间的相位差，也就是基准光偏振分束后的光分别经过一次倍频后的相位差；δφ(2ω)表示基准光偏振分束后的光分别经过倍频模块a200和倍频模块b300后的倍频偏置参数。
[0071]
进一步推导可知，如果mz干涉仪包含n次谐波产生过程，则经过n次谐波即log2n次倍频后的输出光场e
nl
(ω)根据以下公式计算：e
nl
(nω)=e1'(nω) e
inφ(ω) iδφ(nω)
e2'(nω)；经过n次谐波后的输出光的干涉强度分布为：i(nω){1 cos[nφ(ω) δφ(nω)]}；其中，nφ(ω)表示分束后两个路径的相位差，即基准光偏振分束后的光经过n次谐波后的相位差；相比于基准光偏振分束后的光的相位差φ(ω)，基准光偏振分束后的光分别经过n次谐波后两束光的相位差放大了n倍。i(nω)为基准光偏振分束后的光经过n次谐波后的光强，n次谐波后，合束光的干涉强度的相位变化速度正比于nφ(ω)，为基准光偏振分束后直接合束的光的干涉强度的相位变化速度φ(ω)的n倍。δφ(nω)为基准光偏振分束后的光分别经过n次谐波后合束的相位偏置参数，为由所有倍频模块引入的光学谐波相位差项，包含了从2次谐波到n次谐波的光束的相位差。
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图1(a)、图1(b)中的光束相位变化，可通过检测模块700获得，检测模块700可具体
使用光功率计。
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以上仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。