1.一种四波前量子弱测量波前传感器,其特征在于,包括:第一偏振分束器、第一半波片与第二半波片、第一薄方解石晶体与第二薄方解石晶体、第一1/4波片与第二1/4波片,第二偏振分束器以及阵列光电探测器,所述第一薄方解石晶体光轴位于竖直平面内,所述第二薄方解石晶体光轴位于水平面内;所述第一薄方解石晶体与第二薄方解石晶体,用于使入射的光束偏振与光子动量发生弱耦合;其中:入射光经第一偏振分束器进行起偏与分束后,获得水平偏振光与竖直偏振光;所述水平偏振光依次经第一半波片、第一薄方解石晶体与第一1/4波片射入所述第二偏振分束器;所述竖直偏振光依次经第二半波片、第二薄方解石晶体与第二1/4波片射入所述第二偏振分束器;所述第二偏振分束器对入射的两束光分别进行投影,产生的四束光射入所述阵列光电探测器。
2.根据权利要求1所述的一种四波前量子弱测量波前传感器,其特征在于,所述第一偏振分束器光轴沿水平方向,进行起偏与分束后,获得的水平偏振光记为|H>,竖直偏振光记为|V>。
3.根据权利要求1所述的一种四波前量子弱测量波前传感器,其特征在于,所述第一半波片光轴与竖直方向夹角为22.5°,所述第二半波片光轴与竖直方向夹角为-22.5°;通过所述第一半波片与第二半波片使水平偏振光与竖直偏振光都变为线偏振光:|D>,完成入射激光初态制备,表示为:|Ψ>=|ψ> path |D>;其中,|ψ> path 表示为待测激光空间复振幅。
4.根据权利要求1所述的一种四波前量子弱测量波前传感器,其特征在于,每一个薄方解石晶体均使入射的线偏振光与光子动量发生弱耦合时,光子态演化过程表示为:其中,|Ψ’>表示入射的线偏振光与光子动量发生弱耦合后的光子态, 表示测量指针,k表示光子动量,对于第一薄方解石晶体,入射的线偏振光|D>由水平偏振光经第一半波片转换得到,光子动量k为光子水平动量k x ,对于第二薄方解石晶体,入射的线偏振光|D>由竖直偏振光经第二半波片转换得到,光子动量k为光子竖直动量k y ,g表示耦合强度, 表示普朗克常数,i表示虚数单元,t表示演化时间,符号≡表示等于,|J>表示线偏振光,其偏振方向与|D>垂直;|ψ> path 表示待测激光空间复振幅。
5.根据权利要求1所述的一种四波前量子弱测量波前传感器,其特征在于,所述第一1/4波片与第二1/4波片的光轴与竖直方向夹角均为-45°。
6.根据权利要求5所述的一种四波前量子弱测量波前传感器,其特征在于,所述第二偏振分束器光轴沿水平方向;通过所述第一1/4波片与第二1/4波片以及第二偏振分束器共同作用,对第一薄方解石晶体与第二薄方解石晶体出射的两束光均分别进行投影,使每一束光均变为两束;每一束光投影时分别向右旋光投影基|R>和左旋光投影基|L>做投影。
7.根据权利要求1所述的一种四波前量子弱测量波前传感器,其特征在于,所述阵列光电探测器为CCD相机、CMOS相机或者ICCD相机。
8.一种波前复原方法,其特征在于,包括:使用权利要求1~7任一项所述的四波前量子弱测量波前传感器同时探测到四束光的光强分布;通过四束光的光强分布计算波前斜率分布;基于波前斜率分布,使用波前复原算法重构待测波前的相位图。
9.根据权利要求8所述的一种波前复原方法,其特征在于,所述通过四束光的光强分布计算波前斜率分布包括:通过四束光的光强分布计算光子水平动量与光子竖直动量,表示为:其中,k x 表示光子水平动量,k y 表示光子竖直动量, 表示相互作用强度,g表示耦合强度,t表示演化时间,λ表示光子波长; 与 表示四束光的光强分布;将光子水平动量k x 与光子竖直动量k y 分别乘以一个比例系数 得到水平波前斜率 与竖直波前斜率
10.根据权利要求8或9所述的一种波前复原方法,其特征在于,所述波前复原算法包括哈特曼波前复原算法。