光子计数水平下的自由空间旋转遥感
光学
2019-04-16 v1 应用物理
摘要
与光轨道角动量(OAM)相关的旋转多普勒效应已被发现是探测旋转体的有力工具。然而,该方法迄今仅在受控条件下的实验室尺度上得到实验演示,其真正潜力在于遥感领域的实际应用。我们在两栋建筑的楼顶之间建立了长达120米的自由空间链路,并表明可从光子计数水平下探测到的旋转多普勒频移信号中识别物体的转速与旋转对称性。针对可能的轻微失准与大气湍流的影响,我们从模式功率向相邻模式的扩散以及旋转频移的传递两方面进行了定量分析。此外,我们的结果表明,若预先已知物体的旋转对称性,则无论与邻近模式的耦合有多强,均可推导出转速。在没有任何旋转体信息的情况下,只要模式扩散效率不超过50%,仍可获得物体对称性与转速的推断。我们的工作支撑了远程探测旋转体转速与对称性的实用传感器的可行性。
引用
@article{arxiv.1804.02335,
title = {Free-space remote sensing of rotation at photon-counting level},
author = {Wuhong Zhang and Jingsong Gao and Dongkai Zhang and Yilin He and Tianzhe Xu and Robert Fickler and Lixiang Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:1804.02335},
year = {2019}
}