基于光子軌道角動量糾纏的鬼成像和多址技術(shù)研究.pdf

1、將實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的糾纏光子對分成兩路，若在其中一支中放置物體，通過記錄兩條光路的符合計數(shù)，則可在另一支光路中得到了物體的清晰像，這種成像技術(shù)稱為關(guān)聯(lián)成像(correlated imaging)或“鬼”成像（ghost imaging)。鬼成像技術(shù)以其獨(dú)特的非定域成像特性引起人們極大的關(guān)注，在軍事、醫(yī)療、天文以及搜救等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。
　　 本文以光子軌道角動量糾纏態(tài)為基礎(chǔ)，分析純相位物體的成像過程。根據(jù)Bloch 球面的赤道上

2、兩個疊加態(tài)的符合度與這兩個疊加態(tài)的旋轉(zhuǎn)角度是一對余弦函數(shù)關(guān)系，提出多灰度純相位物體關(guān)聯(lián)成像技術(shù)的編碼方法，以Labview 為仿真平臺，驗(yàn)證該算法的有效性，并與文獻(xiàn)[16]中的其他編碼方法相比較。仿真結(jié)果顯示對于多種灰度物體，所提出編碼算法可以明顯改善多灰度物體的成像質(zhì)量。
　　 在此基礎(chǔ)上，利用已搭建的量子實(shí)驗(yàn)平臺，從實(shí)驗(yàn)上驗(yàn)證了所提編碼算法，同時實(shí)現(xiàn)了文獻(xiàn)[16]所提到的成像方法，并對兩種方法的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較。通過在Blo

3、ch 球面赤道的多次掃描、計算和歸一化，實(shí)驗(yàn)上計算得到鬼成像系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)系數(shù)，當(dāng)OAM 值為1時其值為2.54；當(dāng)OAM 值為2 時其值為2.32，違背貝爾不等式(Bell inequality)，表明了成像實(shí)驗(yàn)基于糾纏光源，具有量子特性。
　　 此外，論文還基于OAM 糾纏光子對提出了一種實(shí)現(xiàn)量子多址通信的方法。利用不同OAM 值量子態(tài)之間相互正交且完備的特點(diǎn)，借鑒碼分多址概念，將不同用戶的碼元映射到不同OAM 值量子態(tài)上，把所