技术特征：
1.一种弱测量系统中抑制偏振诱导相位噪声的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：搭建具有时分偏振切换功能的基于光纤的量子弱测量光学系统，使光源以预设的频率发射光脉冲，用偏振切换仪以相同的频率调制每一个入射光脉冲的偏振态，改变弱测量系统的前选择，并通过在相互作用过程中引入外部信号产生时变的相位参量；步骤2：引入参考相位，使系统工作在预设的灵敏度以及动态范围内；步骤3：通过外部时钟同步控制光路切换器，使得不同的前选择能够对应各自的后选择；步骤4：通过平衡探测器接收光脉冲，通过计算得到当前输出信号的信噪比；步骤5：若当前信噪比高于预设信噪比，则达到抑制噪声效果，反之，提高偏振切换速率，并重复步骤2～5。2.根据权利要求1所述的弱测量系统中抑制偏振诱导相位噪声的方法，其特征在于，所述步骤1具体包括如下步骤：步骤1.1：将光源以预设频率输出的光脉冲分别调制为四种前选择态|i1>、|i2>、|i3>、|i4>，四个光脉冲为一个周期；步骤1.2：待测信号在相互作用中编码成为时变的相位参量相互作用过程表示为其中，为斯托克斯偏振算符。3.根据权利要求2所述的弱测量系统中抑制偏振诱导相位噪声的方法，其特征在于，所述步骤2中，在相互作用后利用相位推迟器插入参考相位表示为4.根据权利要求3所述的弱测量系统中抑制偏振诱导相位噪声的方法，其特征在于，当光脉冲的偏振态以预设频率进行切换时，在一个周期内的四路弱测量视为进行同一个弱相互作用，受到光纤双折射的影响视为同一个影响。5.根据权利要求4所述的弱测量系统中抑制偏振诱导相位噪声的方法，其特征在于，所述步骤3具体包括如下步骤：步骤3.1：用外部时钟同步控制偏振切换仪和光路切换器，使得不同偏振态的光脉冲进入不同的后选择光路；步骤3.2：四道后选择光路的后选择态分别对应四种前选择态，表示为|f1>、|f2>、|f3>、|f4>，不同前选择态的光脉冲分别投影到各自的后选择态上。6.根据权利要求5所述的弱测量系统中抑制偏振诱导相位噪声的方法，其特征在于，光路切换器的切换频率与偏振切换速率相同。7.根据权利要求6所述的弱测量系统中抑制偏振诱导相位噪声的方法，其特征在于，所述步骤4中，采用光强作为探测指标进行弱测量，不同偏振态的光脉冲依次进入平衡探测器，最终形成时分的四路弱测量；输出光脉冲的光强表示为：其中i0为初始光强，表示光纤作用系统的幺正算符；采用平衡探测器探测四路时分弱测量输出光脉冲光强的值，并进行相关运算：
其中θ(t)为光纤主轴旋转角，ξ(t)为光纤双折射引入的相位差；利用这两个光强差之比得到差分光强对比度：通过计算可以从不含噪声项的g值中得到输出信号。8.根据权利要求7所述的弱测量系统中抑制偏振诱导相位噪声的方法，其特征在于，偏振切换速率越快，噪声抑制效果越好。9.根据权利要求8所述的弱测量系统中抑制偏振诱导相位噪声的方法，其特征在于，所述步骤5具体包括如下步骤：步骤5.1：预设一个需要的信噪比snr
s
，若snr
r
大于等于snr
s
，则达到了需要的抑制偏振诱导相位噪声的效果；步骤5.2：若snr
r
小于snr
s
，则提高偏振切换速率，并重复步骤2～5，直至达到需要的抑制噪声效果。10.一种弱测量系统中抑制偏振诱导相位噪声的系统，其特征在于，包括如下模块：模块m1：搭建具有时分偏振切换功能的基于光纤的量子弱测量光学系统，使光源以预设的频率发射光脉冲，用偏振切换仪以相同的频率调制每一个入射光脉冲的偏振态，改变弱测量系统的前选择，并通过在相互作用过程中引入外部信号产生时变的相位参量；模块m2：引入参考相位，使系统工作在预设的灵敏度以及动态范围内；模块m3：通过外部时钟同步控制光路切换器，使得不同的前选择能够对应各自的后选择；模块m4：通过平衡探测器接收光脉冲，通过计算得到当前输出信号的信噪比；模块m5：若当前信噪比高于预设信噪比，则达到抑制噪声效果，反之，提高偏振切换速率，并重复触发模块m2～m5执行迭代。
技术总结
本发明提供了一种弱测量系统中抑制偏振诱导相位噪声的方法及系统，包括如下步骤：步骤1：搭建具有时分偏振切换功能的基于光纤的量子弱测量光学系统，使光源以预设的频率发射光脉冲，用偏振切换仪以相同的频率调制每一个入射光脉冲的偏振态；步骤2：引入参考相位，使系统工作在预设的灵敏度以及动态范围内；步骤3：通过外部时钟同步控制光路切换器；步骤4：通过平衡探测器接收光脉冲，通过计算得到当前输出信号的信噪比；步骤5：若当前信噪比高于预设信噪比，则达到抑制噪声效果，反之，提高偏振切换速率，并重复步骤2～5。本发明可以抑制单模光纤被扰动从而引起的偏振诱导相位噪声，实现对时变参量的高精度测量。对时变参量的高精度测量。对时变参量的高精度测量。
技术研发人员：李洪婧 谭潇睿 宋琦 黄靖正 曾贵华
受保护的技术使用者：上海交通大学
技术研发日：2022.09.23
技术公布日：2023/1/6