基于相位压缩态的到达角估计

作     者：孙小聪 田亚莉 宫廷 周月婷 郭古青 和小虎 邱选兵 李传亮 SUN Xiao-congt;TIAN Ya-li;GONG Ting;ZHOU Yue-ting;GUO Gu-qing;HE Xiao-hu;QIU Xuan-bing;LI Chuan-liang

作者机构：太原科技大学应用科学学院山西省精密测量与在线检测装备工程研究中心山西省光场调控与融合应用技术创新中心山西太原030024 

出 版 物：《量子光学学报》 (Journal of Quantum Optics)

年 卷 期：2024年第30卷第2期

页      面：38-44页

学科分类：070207[理学-光学] 07[理学] 08[工学] 0803[工学-光学工程] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金(U1810129,52076145,12304403) 山西省留学人员科技活动项目(20230031) 山西省省筹资金资助回国留学人员科研资助项目(2023-151) 山西省基础研究计划(202203021222204,202303021212224) 太原科技大学科研启动基金(20222124,20232035) 

主　　题：光学参量振荡 纠缠态光场 相位估计 

摘      要：到达角估计作为高精度追踪的关键光学技术,在目标定位、量子测距以及相控阵雷达等领域中有着重要应用。本文提出一种基于相位压缩态的到达角估计协议,采用中心波长为1064 nm的连续固体激光光源、光学参量振荡器及可变分束器,实现最高纠缠度为(6.1±0.2)dB的纠缠态光场制备。通过调控传感节点的调制相位,实现对两个传感节点0~2π相位的精准扫描,从而可以实现突破散粒噪声极限的到达角估计。与经典协议相比,这一协议可以将到达角估计的噪声起伏抑制至散粒噪声基准以下至少5.9 dB,使得到达角精度提高74.1%以上。这一协议有望将相位估计的精度提高至突破散粒噪声极限,为更高精度的空间定位及量子测距技术提供理论和实验基础。