本发明属于超分辨测量,尤其涉及一种对光场强度分布进行超分辨测量的装置及方法。
背景技术:
1、随着超分辨成像技术的不断创新和进步,其在物理学中的量子相变、量子输运、量子隧穿以及基于离子或原子的量子信息处理等方面的研究中发挥着越来越重要的作用。其中利用光镊技术俘获的单原子与光的非线性相互作用能够突破光学衍射极限的限制,可以精确地描绘出fp腔中的驻波场模式。但是使用单原子来测量fp腔中的驻波场需要经历复杂的冷却与俘获过程,实操过程操作繁琐,测量难度高、耗时长且测试周期长,极大的影响着后续研究。
2、因此,亟需一种能够简化测量流程,降低测量难度的超分辨测量装置及方法。
技术实现思路
1、为解决现有技术的缺点和不足,提供一种对光场强度分布进行超分辨测量的装置及方法,从而可解决现有单原子测量驻波场的实操过程操作繁琐,测量难度高、耗时长且测试周期长的问题。
2、为实现本发明目的而提供的一种对光场强度分布进行超分辨测量的装置,包括有激光器,所述激光器的光束发射路径上自左向右依次设置有偏振控制装置和相位调制器,用于对光束进行偏振和相位调制从而得到第一光束,所述第一光束穿过压电陶瓷的中心孔进入到fp腔内,所述fp腔内设置有一维微纳光纤波导,第一光束经fp腔和一维微纳光纤波导的共同作用后得到第二光束,所述第二光束通过探测器将光信息转换为电信号传输至示波器进行显示,从而得到变化的透射光谱。
3、作为上述方案的进一步改进,所述fp腔内平行设置有第一腔镜和第二腔镜,所述第一腔镜和第二腔镜之间设置有一维微纳光纤波导,所述第一光束经第一腔镜、第二腔镜以及一维微纳光纤波导的多次反射相干叠加后转换成第二光束。
4、作为上述方案的进一步改进,所述相位调制器与射频源连通,用以利用射频源驱动相位调制器为偏振光束增加边带。
5、作为上述方案的进一步改进,所述压电陶瓷与高压放大器连通,用以利用高压放大器向压电陶瓷施加三角波信号。
6、一种进行超分辨测量的方法,包括有如下步骤:
7、s1.开启激光器,并锁定激光器的频率,使得激光器发出固定参数的光束;
8、s2.使s1中激光器发出的光束进入偏振控制装置后得到一定偏振方向的偏振光束;
9、s3.使s2中得到的偏振光束进入相位调制器内,打开射频源向相位调制器施加9ghz的射频信号,对偏振光束进行相位调制后得到具有±9ghz边带的第一光束;
10、s4.将一维微纳光纤波导放入第一腔镜和第二腔镜之间,改变一维微纳光纤波导的位置从而得到不同线宽的第二光束;
11、s5.将一维微纳光纤波导放入第一腔镜和第二腔镜之间,改变一维微纳光纤波导的位置从而得到不同参数的第二光束;
12、s6.第二光束经探测器将光信号转化为电信号并将变化的透射光谱反映至示波器上;
13、s7.采用三峰结构的洛伦兹曲线对示波器上显示的透射光谱进行拟合,计算出线宽后进而绘制出沿腔轴向的光场强度分布图。
14、本发明的有益效果是:
15、与现有技术相比,本发明提供的一种对光场强度分布进行超分辨测量的装置及方法,其利用了一维微纳光纤波导对光场空间变化的敏感性,实现了光场的超分辨测量;与传统的单原子阱测量光场强度的方法相比,利用一维微纳光纤波导测量光场分布省去了复杂的冷却与俘获原子的过程,从而显著的简化了繁琐的实操过程,降低了测量难度,使之更加简单便捷,进而耗时降低,缩短了测试周期。
1.一种对光场强度分布进行超分辨测量的装置,包括有激光器(1),其特征在于:所述激光器(1)的光束发射路径上自左向右依次设置有偏振控制装置(2)和相位调制器(3),用于对光束进行偏振和相位调制从而得到第一光束(4),所述第一光束(4)穿过压电陶瓷(5)的中心孔进入到fp腔内,所述fp腔内设置有一维微纳光纤波导(13),第一光束(4)经fp腔和一维微纳光纤波导(13)的共同作用后得到第二光束(8),所述第二光束(8)通过探测器(9)将光信息转换为电信号传输至示波器(10)进行显示,从而得到变化的透射光谱。
2.根据权利要求1所述的一种对光场强度分布进行超分辨测量的装置,其特征在于:所述fp腔内平行设置有第一腔镜(6)和第二腔镜(7),所述第一腔镜(6)和第二腔镜(7)之间设置有一维微纳光纤波导(13),所述第一光束(4)经第一腔镜(6)、第二腔镜(7)以及一维微纳光纤波导(13)的多次反射相干叠加后转换成第二光束(8)。
3.根据权利要求2所述的一种对光场强度分布进行超分辨测量的装置,其特征在于:所述相位调制器(3)与射频源(12)连通,用以利用射频源(12)驱动相位调制器(3)为偏振光束增加边带。
4.根据权利要求3所述的一种对光场强度分布进行超分辨测量的装置,其特征在于:所述压电陶瓷(5)与高压放大器(11)连通,用以利用高压放大器(11)向压电陶瓷(5)施加三角波信号。
5.一种利用权利要求4所述的超分辨测量的装置进行超分辨测量的方法,其特征在于:包括有如下步骤:
