本發(fā)明涉及基于奇偶探測(cè)策略的超分辨量子干涉測(cè)量系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

干涉儀是現(xiàn)代光學(xué)測(cè)量技術(shù)中最基礎(chǔ)也最常用的系統(tǒng)。當(dāng)兩束相干電磁波發(fā)生干涉，例如楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)或是標(biāo)準(zhǔn)的馬赫曾德?tīng)?MZ)干涉儀中發(fā)生的情況，在接收屏上能看到一個(gè)強(qiáng)度隨干涉儀兩臂光程差變化而變化的干涉條紋圖樣，該圖樣的變化周期由電磁場(chǎng)的波長(zhǎng)λ決定。通常我們將引起干涉光強(qiáng)變化二分之一周期的光程差(相位差)變化稱(chēng)為干涉儀的標(biāo)準(zhǔn)分辨率極限，即λ/2π。從相位探測(cè)的角度來(lái)看，該分辨率是固定的，無(wú)法通過(guò)換用短波長(zhǎng)電磁波進(jìn)行干涉來(lái)提高，對(duì)于需要更高相位探測(cè)分辨率的場(chǎng)合，經(jīng)典干涉儀就無(wú)法再滿(mǎn)足要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有干涉儀分辨率低的缺點(diǎn)，而提出一種一種基于奇偶探測(cè)策略的超分辨量子干涉測(cè)量系統(tǒng)及方法。

一種基于奇偶探測(cè)策略的超分辨量子干涉測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于它包括：同步信號(hào)器(1)、脈沖激光器(2)、奇偶探測(cè)器(9)、干涉儀(10)；

所述奇偶探測(cè)器(9)包括光子數(shù)分辨計(jì)數(shù)器(7)和控制及信號(hào)處理系統(tǒng)(8)；

同步信號(hào)器(1)產(chǎn)生兩束同步信號(hào)，一束同步信號(hào)傳輸?shù)矫}沖激光器(2)，驅(qū)動(dòng)脈沖激光器(2)產(chǎn)生脈沖激光，脈沖激光經(jīng)干涉儀產(chǎn)生兩束脈沖激光，選擇其中任意一束脈沖激光傳輸至光子數(shù)分辨計(jì)數(shù)器(7)，光子數(shù)分辨計(jì)數(shù)器(7)對(duì)脈沖激光進(jìn)行探測(cè)；將探測(cè)結(jié)果傳輸至控制及信號(hào)處理系統(tǒng)(8)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及顯示；

另一束同步信號(hào)傳輸?shù)娇刂萍靶盘?hào)處理系統(tǒng)(8)，控制及信號(hào)處理系統(tǒng)(8)控制光子數(shù)分辨計(jì)數(shù)器(7)的快門(mén)開(kāi)門(mén)準(zhǔn)備接收經(jīng)干涉儀(10)的出射端口發(fā)出的脈沖激光。

一種基于奇偶探測(cè)策略的超分辨量子干涉測(cè)量方法具體是按照以下步驟進(jìn)行的；

步驟一、脈沖激光器(2)產(chǎn)生波函數(shù)為|α〉的單模相干態(tài)脈沖激光入射到干涉儀(10)一入射端口，干涉儀另一入射端口以真空態(tài)|0>入射；則干涉儀的入射光場(chǎng)波函數(shù)為|ψ_in>＝|α〉|0>；

步驟二、干涉儀兩干涉臂相位差為則干涉儀入射光場(chǎng)經(jīng)干涉儀干涉后獲得干涉儀的出射光場(chǎng)波函數(shù)為

步驟三、光子數(shù)分辨計(jì)數(shù)器(7)對(duì)步驟二中獲得的干涉儀的出射光場(chǎng)波函數(shù)進(jìn)行探測(cè)，探測(cè)每次脈沖激光傳輸至光子數(shù)分辨計(jì)數(shù)器(7)的光子數(shù)個(gè)數(shù)，即可獲得奇偶探測(cè)算符的平均值為

本發(fā)明的有益效果為：

奇偶探測(cè)器(9)包括光子數(shù)分辨計(jì)數(shù)器(7)和控制及信號(hào)處理系統(tǒng)(8)；一方面可以控制位于干涉儀出射端口的光子數(shù)分辨計(jì)數(shù)器(6)的快門(mén)開(kāi)門(mén)準(zhǔn)備接收干涉儀出射的光脈沖，另一方面也能接收計(jì)數(shù)器的探測(cè)結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及顯示。激光脈沖經(jīng)非偏振分光棱鏡1(3)分束后在干涉儀兩臂中傳輸而攜帶了干涉儀兩臂的光程信息，于非偏振分光棱鏡2(4)處發(fā)生干涉后兩臂的光程差(相位差)信息將反應(yīng)在干涉儀兩出射端口的光子數(shù)分布上。選取任意一個(gè)出射端口經(jīng)奇偶探測(cè)模塊進(jìn)行量子奇偶探測(cè)即可獲得與干涉儀兩臂相位差相關(guān)的干涉條紋，該條紋相較經(jīng)典干涉儀具有更高的條紋銳度且條紋銳度隨著干涉光強(qiáng)的提高而增高，這使得本系統(tǒng)具有更高的相位探測(cè)靈敏度。

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于奇偶探測(cè)策略的超分辨量子干涉測(cè)量系統(tǒng)。干涉儀的干涉條紋寬度決定了其探測(cè)分辨率，經(jīng)典激光干涉儀的標(biāo)準(zhǔn)分辨率極限為λ/2，換算為相位即π。通過(guò)提高干涉條紋的銳度可以有效的提高干涉儀的探測(cè)分辨率。本發(fā)明利用光場(chǎng)的粒子性，在干涉儀的出射端口采用光子數(shù)分辨探測(cè)器進(jìn)行量子奇偶探測(cè)，所獲得的干涉條紋峰寬為經(jīng)典探測(cè)儀的N為入射光場(chǎng)的平均光子數(shù)。因此該系統(tǒng)具有高于干涉儀標(biāo)準(zhǔn)分辨率極限的超分辨探測(cè)性能，且分辨率隨著干涉光強(qiáng)的增強(qiáng)而變高。

如圖4所示，本發(fā)明奇偶探測(cè)策略下干涉條紋在附加相位為-3時(shí)，奇偶探測(cè)算符的平均值為0，現(xiàn)有強(qiáng)度差探測(cè)的歸一化干涉條紋在附加相位為-3時(shí)，奇偶探測(cè)算符的平均值為-1；本發(fā)明奇偶探測(cè)策略下干涉條紋在附加相位為-1時(shí)，奇偶探測(cè)算符的平均值為0，現(xiàn)有強(qiáng)度差探測(cè)的歸一化干涉條紋在附加相位為-1時(shí)，奇偶探測(cè)算符的平均值為0.6；本發(fā)明奇偶探測(cè)策略下干涉條紋在附加相位為0時(shí)，奇偶探測(cè)算符的平均值為1，現(xiàn)有強(qiáng)度差探測(cè)的歸一化干涉條紋在附加相位為0時(shí)，奇偶探測(cè)算符的平均值為1；本發(fā)明奇偶探測(cè)策略下干涉條紋在附加相位為1時(shí)，奇偶探測(cè)算符的平均值為0，現(xiàn)有強(qiáng)度差探測(cè)的歸一化干涉條紋在附加相位為1時(shí)，奇偶探測(cè)算符的平均值為0.6；本發(fā)明奇偶探測(cè)策略下干涉條紋在附加相位為3時(shí)，奇偶探測(cè)算符的平均值為0，現(xiàn)有強(qiáng)度差探測(cè)的歸一化干涉條紋在附加相位為3時(shí)，奇偶探測(cè)算符的平均值為-1；

可看出本發(fā)明提出的奇偶探測(cè)方法的信號(hào)峰比傳統(tǒng)強(qiáng)度差探測(cè)的信號(hào)峰窄得多，按照經(jīng)典的半峰寬的分辨率定義，本專(zhuān)利奇偶探測(cè)方法的分辨率可以得到極大的提高，從而實(shí)現(xiàn)超分辨的性能優(yōu)勢(shì)。

附圖說(shuō)明

圖1為基于奇偶探測(cè)策略的超分辨量子干涉測(cè)量系統(tǒng)A框圖；

圖2為基于奇偶探測(cè)策略的超分辨量子干涉測(cè)量系統(tǒng)B框圖；

圖3為干涉儀光路示意圖，A、B為干涉儀入射端口，C、D為干涉儀出射端口；

圖4為奇偶探測(cè)策略下干涉條紋與歸一化強(qiáng)度差干涉條紋的對(duì)比圖。

具體實(shí)施方式

具體實(shí)施方式一：結(jié)合圖1說(shuō)明本實(shí)施方式，一種基于奇偶探測(cè)策略的超分辨量子干涉測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于它包括：同步信號(hào)器(1)、脈沖激光器(2)、奇偶探測(cè)器(9)、干涉儀(10)；

所述奇偶探測(cè)器(9)包括光子數(shù)分辨計(jì)數(shù)器(7)和控制及信號(hào)處理系統(tǒng)(8)；

同步信號(hào)器(1)產(chǎn)生兩束同步信號(hào)，一束同步信號(hào)傳輸?shù)矫}沖激光器(2)，驅(qū)動(dòng)脈沖激光器(2)產(chǎn)生脈沖激光，脈沖激光經(jīng)干涉儀(10)產(chǎn)生兩束脈沖激光，選擇其中任意一束脈沖激光傳輸至光子數(shù)分辨計(jì)數(shù)器(7)，光子數(shù)分辨計(jì)數(shù)器(7)對(duì)脈沖激光進(jìn)行探測(cè)；將探測(cè)結(jié)果傳輸至控制及信號(hào)處理系統(tǒng)(8)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及顯示；

另一束同步信號(hào)傳輸?shù)娇刂萍靶盘?hào)處理系統(tǒng)(8)，控制及信號(hào)處理系統(tǒng)(8)控制光子數(shù)分辨計(jì)數(shù)器(7)的快門(mén)開(kāi)門(mén)準(zhǔn)備接收經(jīng)干涉儀(10)的出射端口發(fā)出的脈沖激光。

這里的意思是只有光源發(fā)射對(duì)探測(cè)有用的脈沖激光后，探測(cè)器的快門(mén)才開(kāi)門(mén)準(zhǔn)備探測(cè)，否則快門(mén)關(guān)閉，避免接收雜光。

具體實(shí)施方式二：結(jié)合圖2說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一不同的是：所述干涉儀(10)包括第一非偏振分光棱鏡(3)、第一全反射鏡(4)、第二全反射鏡(5)和第二非偏振分光棱鏡(6)；

同步信號(hào)器(1)產(chǎn)生兩束同步信號(hào)，一束同步信號(hào)傳輸?shù)矫}沖激光器(2)，驅(qū)動(dòng)脈沖激光器(2)產(chǎn)生脈沖激光，脈沖激光經(jīng)過(guò)第一非偏振分光棱鏡(3)分成兩束，一束經(jīng)過(guò)第一全反射鏡(4)反射到達(dá)第二非偏振分光棱鏡(6)，另一束經(jīng)過(guò)第二全反射鏡(5)反射到達(dá)第二非偏振分光棱鏡(6)，兩束到達(dá)第二非偏振分光棱鏡(6)的激光脈沖進(jìn)行干涉，經(jīng)第二非偏振分光棱鏡(6)分成兩束激光脈沖；選擇其中任意一束脈沖激光傳輸至光子數(shù)分辨計(jì)數(shù)器(7)，光子數(shù)分辨計(jì)數(shù)器(7)對(duì)脈沖激光進(jìn)行探測(cè)；將探測(cè)結(jié)果傳輸至控制及信號(hào)處理系統(tǒng)(8)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及顯示。

原理：同步信號(hào)器(1)產(chǎn)生同步信號(hào)分成兩束，一束同步信號(hào)傳輸?shù)矫}沖激光器(2)，驅(qū)動(dòng)脈沖激光器(2)產(chǎn)生激光脈沖，激光脈沖經(jīng)干涉儀產(chǎn)生兩束激光脈沖，其中一束激光脈沖傳輸至光子數(shù)分辨計(jì)數(shù)器(7)，將光子數(shù)分辨計(jì)數(shù)器的探測(cè)結(jié)果傳輸至控制及信號(hào)處理系統(tǒng)(8)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及顯示；

另一束同步信號(hào)傳輸?shù)娇刂萍靶盘?hào)處理系統(tǒng)(8)，控制及信號(hào)處理系統(tǒng)(8)控制光子數(shù)分辨計(jì)數(shù)器(7)的快門(mén)開(kāi)門(mén)準(zhǔn)備接收經(jīng)第二非偏振分光棱鏡(6)后的激光脈沖。

其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式一相同。

具體實(shí)施方式三：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一或二不同的是：所述干涉儀為馬赫曾德?tīng)柛缮鎯x(MZI)。

其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式一或二相同。

具體實(shí)施方式四：結(jié)合圖3說(shuō)明本實(shí)施方式，一種基于奇偶探測(cè)策略的超分辨量子干涉測(cè)量方法，其特征在于：一種基于奇偶探測(cè)策略的超分辨量子干涉測(cè)量方法具體是按照以下步驟進(jìn)行的；

步驟一、脈沖激光器(2)產(chǎn)生波函數(shù)為|α>的單模相干態(tài)脈沖激光入射到干涉儀(10)一入射端口，干涉儀另一入射端口以真空態(tài)|0>入射；則干涉儀的入射光場(chǎng)波函數(shù)為|ψ_in>＝|α>|0>；

步驟二、干涉儀兩干涉臂相位差為則干涉儀入射光場(chǎng)經(jīng)干涉儀干涉后獲得干涉儀的出射光場(chǎng)波函數(shù)為

步驟三、光子數(shù)分辨計(jì)數(shù)器(7)對(duì)步驟二中獲得的干涉儀的出射光場(chǎng)波函數(shù)進(jìn)行探測(cè)，探測(cè)每次脈沖激光傳輸至光子數(shù)分辨計(jì)數(shù)器(7)的光子數(shù)個(gè)數(shù)，即可獲得奇偶探測(cè)算符的平均值為

具體實(shí)施方式五：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式四不同的是：所述步驟二中干涉儀兩干涉臂相位差為則干涉儀入射光場(chǎng)經(jīng)干涉儀干涉后獲得干涉儀的出射光場(chǎng)波函數(shù)；具體過(guò)程為：

入射光場(chǎng)波函數(shù)經(jīng)第一非偏振分光棱鏡(3)作用后波函數(shù)由|ψ_in>＝|α>|0>變?yōu)椋?/p>

$|{\mathrm{\ψ}}^{\′}\>=|\frac{\mathrm{\α}}{\sqrt{2}}\>|\frac{i\mathrm{\α}}{\sqrt{2}}\>---\left(3\right)$

其中，i為虛數(shù)單位，|ψ'>為入射光場(chǎng)波函數(shù)經(jīng)第一非偏振分光棱鏡(3)作用后的波函數(shù)；

由于干涉儀兩干涉臂相位差為則式(3)所示波函數(shù)的光場(chǎng)在干涉儀中傳播后，到達(dá)第二非偏振分光棱鏡(6)之前的波函數(shù)變?yōu)椋?/p>

式中，|ψ”>為入射光場(chǎng)波函數(shù)到達(dá)第二非偏振分光棱鏡(6)之前的波函數(shù)；

式(3)所示波函數(shù)的光場(chǎng)在第二非偏振分光棱鏡(6)處發(fā)生干涉從而獲得干涉儀出射光場(chǎng)波函數(shù)為：

式中，e為自然底數(shù)，i為復(fù)數(shù)單位。

其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式五相同。

具體實(shí)施方式六：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式五不同的是：所述步驟三中光子數(shù)分辨計(jì)數(shù)器(7)對(duì)步驟二中獲得的干涉儀的出射光場(chǎng)波函數(shù)進(jìn)行探測(cè)，探測(cè)每次脈沖激光傳輸至光子數(shù)分辨計(jì)數(shù)器(7)的光子數(shù)個(gè)數(shù)，即可獲得奇偶探測(cè)算符的平均值；具體過(guò)稱(chēng)為：干涉儀出射端口C、D分別探測(cè)到n及m個(gè)光子數(shù)的概率為

其中，為出射光場(chǎng)密度矩陣；

干涉儀出射端口C、D分別探測(cè)到n及m個(gè)光子數(shù)的概率的具體表達(dá)式如下：

exp()為函數(shù)，|a|為α的模；

對(duì)每次脈沖激光傳輸?shù)礁缮鎯x出射端口C時(shí)出射的光子數(shù)個(gè)數(shù)n求奇偶探測(cè)算符的平均值該值的大小隨干涉儀兩臂的相位差所表現(xiàn)出的周期性變化即干涉條紋，其峰寬為經(jīng)典探測(cè)儀的N為入射光場(chǎng)的平均光子數(shù)；

奇偶探測(cè)算符的具體公式為：

當(dāng)干涉儀的出射端口C出射的光子數(shù)個(gè)數(shù)n為奇數(shù)時(shí)，取-1；

當(dāng)干涉儀的出射端口C出射的光子數(shù)個(gè)數(shù)n為偶數(shù)時(shí)，取+1；

則的取值概率P(±)由n取奇數(shù)或偶數(shù)時(shí)的概率P(n,m)求和得到，則根據(jù)(6)式，有

式中，even or odd n為n為奇數(shù)或偶數(shù)；

式(3)為所有n為奇數(shù)的項(xiàng)求和或所有n為偶數(shù)的項(xiàng)求和；所有n為奇數(shù)的情況式(7)中P(±)取P(-)，所有n為偶數(shù)的情況式(7)中P(±)取P(+)；

則P(+)+P(-)＝1，且

|α|²取100時(shí)隨的變換情況如圖4所示，在同一圖中我們還畫(huà)出了經(jīng)典的歸一化強(qiáng)度差探測(cè)曲線以作比較。可以看到干涉條紋相比經(jīng)典干涉儀的光強(qiáng)干涉條紋具有明顯的亞瑞利衍射極限窄峰型超分辨率特征。這些特征對(duì)于小回波光子數(shù)的激光雷達(dá)測(cè)距和激光多普勒測(cè)速系統(tǒng)是非常有用的。人們可以在激光測(cè)距和測(cè)速系統(tǒng)中鎖定這種特征，然后利用干涉儀中的實(shí)時(shí)負(fù)反饋系統(tǒng)觀察這一特征如何隨時(shí)間變化，從而確定目標(biāo)的移動(dòng)速度等被探測(cè)信息。

各次脈沖到來(lái)時(shí)探測(cè)到的光子數(shù)都將被傳輸?shù)娇刂萍靶盘?hào)處理系統(tǒng)(7)進(jìn)行奇偶光子數(shù)統(tǒng)計(jì)處理以獲取高銳度的干涉條紋。

為了定量的說(shuō)明干涉條紋的中心窄峰的性質(zhì)，我們引入小角度附加相位近似將(8)式寫(xiě)為

由于時(shí)，則(8)式可近似為：

這是一個(gè)典型的高斯型分布，半高寬度為考慮到|α|²即相干態(tài)的平均光子數(shù)。則當(dāng)入射光場(chǎng)平均光子數(shù)取100時(shí)，則峰寬為經(jīng)典干涉儀光強(qiáng)干涉條紋的1/10，具有10重超分辨特征。

其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式四或五相同。

具體實(shí)施方式七：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式四至六之一不同的是：所述脈沖激光器(2)以1MHz的頻率輸出寬度為100ns的脈沖激光。

所述脈沖激光器(2)為長(zhǎng)春新產(chǎn)業(yè)光電技術(shù)有限公司的型號(hào)為MSL-III-532-AOM的產(chǎn)品。

所述光子數(shù)分辨計(jì)數(shù)器(7)為美國(guó)LASER COMPONENTS的COUNT-100C-FC Gm-APD探測(cè)器模塊，控制及信號(hào)處理系統(tǒng)(8)為裝配了德國(guó)Becker&Hickl GmbH公司制造的16通道時(shí)間相關(guān)單光子計(jì)數(shù)卡DPC-230的計(jì)算機(jī)。

其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式四至六之一相同。

采用以下實(shí)施例驗(yàn)證本發(fā)明的有益效果：

實(shí)施例一：

如圖2所示，本實(shí)施例一種基于奇偶探測(cè)策略的超分辨量子干涉測(cè)量系統(tǒng)及方法具體是按照以下步驟制備的：

任意選擇一個(gè)干涉儀的出射端口利用光子數(shù)分辨探測(cè)器探測(cè)獲取每次脈沖到來(lái)時(shí)從該端口出射的光子數(shù)個(gè)數(shù)。根據(jù)這些數(shù)據(jù)求得奇偶算符的平均值，該平均值的大小隨干涉儀兩臂的相位差所表現(xiàn)出的周期性變化即干涉條紋，其峰寬為經(jīng)典干涉儀的N為光場(chǎng)的平均光子數(shù)。在相位分辨率最高可達(dá)經(jīng)典干涉儀的倍

如圖2所示的干涉儀示意圖，激光器產(chǎn)生的單模相干態(tài)光場(chǎng)波函數(shù)為|a>，干涉儀入射端口B空置為真空態(tài)|0>，則干涉儀入射光場(chǎng)為|ψ_in>＝|α>|0>，在干涉儀順時(shí)針光路引入一個(gè)附加相位則干涉儀的出射光場(chǎng)波函數(shù)為

干涉儀出射端口C、D分別探測(cè)到n及m個(gè)光子數(shù)的概率為其中，為出射光場(chǎng)密度矩陣；

干涉儀出射端口C、D分別探測(cè)到n及m個(gè)光子數(shù)的概率的具體表達(dá)式如下：

式中，exp()為函數(shù)，|a|為α的模。

奇偶探測(cè)策略即任選一個(gè)干涉儀出射端口探測(cè)每次脈沖到來(lái)時(shí)所包含的光子數(shù)并求取奇偶探測(cè)算符的平均值在這里我們選取出射端口C以作說(shuō)明。不難發(fā)現(xiàn)，當(dāng)從C端口出射的光子數(shù)為奇數(shù)時(shí)取-1，當(dāng)從C端口出射的光子數(shù)為偶數(shù)時(shí)取+1。則的取值概率P(±)可由n取奇數(shù)或偶數(shù)時(shí)的概率P(n,m)求和而得，則根據(jù)(2)式，有

則P(+)+P(-)＝1，且

|α|²取100時(shí)隨的變換情況如圖4所示，在同一圖中我們還畫(huà)出了經(jīng)典的歸一化強(qiáng)度差探測(cè)曲線以作比較?？梢钥吹礁缮鏃l紋相比經(jīng)典干涉儀的光強(qiáng)干涉條紋具有明顯的壓瑞利衍射極限窄峰型超分辨率特征。這些特征對(duì)于小回波光子數(shù)的激光雷達(dá)測(cè)距和激光多普勒測(cè)速系統(tǒng)是非常有用的。人們可以在激光測(cè)距和測(cè)速系統(tǒng)中鎖定這種特征，然后利用干涉儀中的實(shí)時(shí)負(fù)反饋系統(tǒng)觀察這一特征如何隨時(shí)間變化，從而確定目標(biāo)的移動(dòng)速度等被探測(cè)信息。

為了定量的說(shuō)明干涉條紋的中心窄峰的性質(zhì)，我們引入小角度近似將(4)式寫(xiě)為

這是一個(gè)典型的高斯型分布，半高寬度為考慮到|α|²及相干態(tài)的平均光子數(shù)，令為N。則當(dāng)入射光場(chǎng)平均光子數(shù)取100時(shí)，則峰寬為經(jīng)典干涉儀光強(qiáng)干涉條紋的1/10，具有10重超分辨特征。

實(shí)施例二：

如圖4所示，本發(fā)明采用的是光子數(shù)分辨探測(cè)器，這種探測(cè)器可以分辨具有不同光子數(shù)的入射態(tài)，其探測(cè)效率可以達(dá)到0.95，每秒鐘暗計(jì)數(shù)約400次。因?yàn)榕cAPD同位光子量級(jí)的探測(cè)器，在具有很大的增益效果的同時(shí)，也需要在每次探測(cè)響應(yīng)后有一定時(shí)間來(lái)抑制飽和電流并重置探測(cè)器狀態(tài)以準(zhǔn)備下一次探測(cè)，即死時(shí)間?，F(xiàn)有光子數(shù)分辨探測(cè)器的死時(shí)間約為1us。為了適應(yīng)探測(cè)器的這一特性，我們使激光器以1MHz的頻率輸出寬度為100ns的激光脈沖，則通過(guò)同步信號(hào)及控制系統(tǒng)的控制使得脈沖到達(dá)探測(cè)器時(shí)探測(cè)器都能正常進(jìn)行探測(cè)。

按照整個(gè)系統(tǒng)框圖1的過(guò)程進(jìn)行探測(cè)，我們得到了本專(zhuān)利提出的奇偶探測(cè)的結(jié)果和傳統(tǒng)強(qiáng)度差探測(cè)方法的結(jié)果，如圖4所示?？梢钥闯霰緦?zhuān)利提出的奇偶探測(cè)方法的信號(hào)峰比傳統(tǒng)強(qiáng)度差探測(cè)的信號(hào)峰窄得多，按照經(jīng)典的半峰寬的分辨率定義，本專(zhuān)利奇偶探測(cè)方法的分辨率可以得到極大的提高，從而實(shí)現(xiàn)超分辨的性能優(yōu)勢(shì)。

本發(fā)明還可有其它多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。