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文献综述
1 光学相位追踪的背景精密相位测量的传统方式是用光学外差探测系统,该系统的理想测量结果被称为标准量子极限,这一极限是判断其他相位测量质量的里程碑。
但由于外差探测在测量过程中同时测量不对易的正交振幅分量和正交相位分量,在进行相位测量时,用来测量正交振幅分量信息的光子的携带信息是无效的,这就相当于引入了振幅分量噪声,故其测量结果是达不到标准相位测量极限的。
1995年,W i s e m a n第一次提出了自适应相位估计的理论概念,即在相位估计的过程中,让本地光的信号随测量结果的改变而改变,使得测量过程中只测量相位正交分量,这样便可用所有光子的信息估计相位参量,使测量更接近标准相位测量。
随后,W i s e m a n等人分别于1997年和1998年发表了自适应相位估计的半经典推导和全量子推导,所用的估计算法是直接对平衡光电流做积分来反馈给本地光,如果自适应控制在理想状态下工作,相位估计的灵敏度完全受到探测光束的本征相位不确定性的限制,也就是能达到标准相位测量的精度既量子极限精度。
前面这些理论工作都是对脉冲光的时不变固定相位的自适应平衡零差测量,由于时变相位在引力波探测,生物测量,惯性传感器,激光测距等系统中应用的更为广泛。
从B e r r y和W i s e m a n提出用自适应零差探测系统测量连续时变相位后,随机信号的自适应测量引起了研究者们的重视。
2010年,W h e a t l e y等人第一次演示了用相干态对随机变化的光学相位进行连续自适应相位测量的实验。
在光学模式的相位的标准单次测量中,将联合测量相位和幅度正交,并丢弃后者的信息。
因此,这些技术不是最佳的。
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