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光学测量是光电技术与机械测量结合的现代测量技术。借用计算机技术，可以实现快速，准确的测量。方便记录，存储，打印，查询等等功能。光学测量主要应用在现代工业检测，主要检测产品的形位公差以及数值孔径等是否合格。

标准量子极限是经典测量技术所能达到的最小测量极限。随着引力波等微弱信号探测需求的增长，如何突破标准量子极限实现更高精度测量是精密测量领域的重要科学问题。作为最实用和最有效的量子计量资源之一，压缩态能使测量精度突破散粒噪声极限并逼近海森堡极限，可以为精密测量领域带来革命性突破。然而压缩态的低鲁棒性限制了它在复杂环境中的应用，且探测器的非理想探测效率也会导致其量子优势无法充分体现。对此，研究人员提出使用光参量放大器(OPA)对微弱信号进行预放大来克服由于低探测效率引起的检测损失。由于存在量子涨落现象，经典放大器的放大过程会伴随着散粒噪声引入，导致噪声指数NF>3dB。因此，突破这一固有限制是微弱信号精密测量亟需解决的重点与难点。

近日，中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室非线性光学及应用课题组在亚散粒噪声精密测量领域取得研究进展。

研究团队提出了应用PSA来提高基于宽带压缩光的微弱信号探测能力的方法。研究发现，使用宽带压缩光作为探测光可提高微弱信号的探测能力，在探测器的探测效率较低时(η<0.5)，使用PSA预放大可显著提高因为低探测效率引起的量子优势衰减，并有效改善压缩态的低鲁棒性。研究进一步发现，尽管宽光谱引起的频率失谐会导致非理想相敏放大，引入少量噪声，但高增益可有效补偿这一退化。相关研究成果为引力波探测、量子增强激光雷达、量子成像、量子通信等领域的发展提供了关键理论支撑。

相关成果以Tolerance enhancement of inefficient detection and frequency detuning by non-perfect phase-sensitive amplification in broadband squeezing-based precision measurement为题发表在Journal of the Optical Society of America B上。

参考：来源： 西安光学精密机械研究所

关键词： 精密测量 散粒噪声 精密机械