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이중 모드 간섭을 이용한 양자 고스트 이미징 장치로서,시그널과 아이들러를 생성하는 광발생기;상기 시그널이 피사체에 반사된 후 입사되고, 상기 시그널과 상기 아이들러를 간섭 및 분할시키는 제1 광분리기;상기 시그널과 상기 아이들러가 간섭된 제1 간섭광을 수신하고, 상기 제1 간섭광을 측정하여 제1 측정값을 산출하는 제1 측정기;상기 시그널과 상기 아이들러가 간섭된 제2 간섭광을 수신하고, 상기 제2 간섭광을 측정하여 제2 측정값을 산출하는 제2 측정기; 및상기 제1 측정값과 상기 제2 측정값을 기반으로 복수의 픽셀 각각에 대한 휘도값을 산출하여 이미지를 구성하는 이미지 생성기를 포함하는 양자 고스트 이미징 장치
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제1 항에 있어서,상기 복수의 픽셀에 대한 위치를 특정하여 상기 아이들러를 수신하는 아이들러 수신기;상기 아이들러 수신기에 동기되어 상기 복수의 픽셀에 대한 위치를 특정하여 상기 아이들러를 상기 제1 광분리기에 입사시키는 아이들러 송신기; 및상기 아이들러 수신기에서 수신된 아이들러를 상기 아이들러 송신기에 전달하는 연결기를 더 포함하는 양자 고스트 이미징 장치
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3
제1 항에 있어서,상기 제1 측정기는,상기 광발생기에서 방출되는 광에 대한 위상차가 0인 제1 주파수 광을 생성하는 제1 국부 발진기;상기 제1 간섭광과 상기 제1 주파수 광을 합성하여 제1 합성 광을 생성하는 제3 광분리기; 및상기 제1 합성 광에 대한 상기 제1 측정값을 산출하는 제1 광량 산출부를 포함하는 양자 고스트 이미징 장치
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제3 항에 있어서,상기 제2 측정기는,상기 광발생기에서 방출되는 광에 대한 위상차가 π/2인 제2 주파수 광을 생성하는 제2 국부 발진기;상기 제2 간섭광과 상기 제2 주파수 광을 합성하여 제2 합성 광을 생성하는 제4 광분리기; 및상기 제2 합성 광에 대한 상기 제2 측정값을 산출하는 제2 광량 산출부를 포함하는 양자 고스트 이미징 장치
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5
제4 항에 있어서,상기 제1 측정값에 의해 상기 피사체의 위치가 측정되고, 상기 제2 측정값에 의해 상기 피사체의 운동량이 측정되는 양자 고스트 이미징 장치
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제4 항에 있어서,상기 이미지 생성기는,상기 피사체가 없을 때 상기 제1 측정값을 제곱한 기댓값과 상기 제2 측정값을 제곱한 기댓값을 합산한 값을 배경값으로 저장하고, 상기 피사체가 있을 때 상기 제1 측정값을 제곱한 기댓값과 상기 제2 측정값을 제곱한 기댓값을 합산한 값을 피사체값으로 산출하고, 각 픽셀의 위치마다 상기 피사체값에서 상기 배경값을 차감하여 상기 휘도값을 산출하는 양자 고스트 이미징 장치
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7
이중 모드 간섭을 이용한 양자 고스트 이미징 장치로서,시그널과 아이들러를 생성하는 광발생기;상기 시그널이 피사체에 반사된 후 입사되고, 상기 시그널과 상기 아이들러를 간섭 및 분할시키는 제1 광분리기;상기 시그널과 상기 아이들러가 간섭된 제1 간섭광을 수신하고, 상기 제1 간섭광을 측정하여 상기 피사체의 위치에 대응하는 제1 측정값 및 상기 피사체의 운동량에 대응하는 제2 측정값을 산출하는 제1 헤테로다인 측정기;상기 시그널과 상기 아이들러가 간섭된 제2 간섭광을 수신하고, 상기 제2 간섭광을 측정하여 상기 피사체의 위치에 대응하는 제3 측정값 및 상기 피사체의 운동량에 대응하는 제4 측정값을 산출하는 제2 헤테로다인 측정기; 및상기 제1 측정값, 상기 제2 측정값, 상기 제3 측정값 및 상기 제4 측정값을 기반으로 복수의 픽셀 각각에 대한 휘도값을 산출하여 이미지를 구성하는 이미지 생성기를 포함하는 양자 고스트 이미징 장치
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제7 항에 있어서, 상기 제1 헤테로다인 측정기는,상기 제1 간섭광을 분리하는 제5 광분리기;상기 제1 간섭광을 수신하고, 상기 제1 간섭광에 위상차가 0인 제1 주파수 광을 합성하는 제1 호모다인 측정을 수행하여 상기 제1 측정값을 산출하는 제1 호모다인 측정기; 및상기 제1 간섭광을 수신하고, 상기 제1 간섭광에 위상차가 π/2인 제2 주파수 광을 합성하는 제2 호모다인 측정을 수행하여 상기 제2 측정값을 산출하는 제2 호모다인 측정기를 포함하는 양자 고스트 이미징 장치
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9
제8 항에 있어서, 상기 제2 헤테로다인 측정기는,상기 제2 간섭광을 분리하는 제6 광분리기;상기 제2 간섭광을 수신하고, 상기 제2 간섭광에 위상차가 0인 제1 주파수 광을 합성하는 제3 호모다인 측정을 수행하여 상기 제3 측정값을 산출하는 제3 호모다인 측정기; 및상기 제2 간섭광을 수신하고, 상기 제2 간섭광에 위상차가 π/2인 제2 주파수 광을 합성하는 제4 호모다인 측정을 수행하여 상기 제4 측정값을 산출하는 제4 호모다인 측정기를 포함하는 양자 고스트 이미징 장치
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제9 항에 있어서, 상기 이미지 생성기는 상기 제1 측정값을 제곱한 기댓값과 상기 제4 측정값을 제곱한 기댓값을 합산한 값에서 상기 제2 측정값을 제곱한 기댓값과 상기 제3 측정값을 제곱한 기댓값을 합산한 값을 차감하여 상기 휘도값을 산출하는 양자 고스트 이미징 장치
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제7 항에 있어서,상기 복수의 픽셀에 대한 위치를 특정하여 상기 아이들러를 수신하는 아이들러 수신기;상기 아이들러 수신기에 동기되어 상기 복수의 픽셀에 대한 위치를 특정하여 상기 아이들러를 상기 제1 광분리기에 입사시키는 아이들러 송신기; 및상기 아이들러 수신기에서 수신된 아이들러를 상기 아이들러 송신기에 전달하는 연결기를 더 포함하는 양자 고스트 이미징 장치
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이중 모드 간섭을 이용한 양자 고스트 이미징 방법으로서,시그널과 아이들러를 생성하는 단계;상기 시그널과 상기 아이들러를 간섭 및 분할하는 단계;상기 시그널과 상기 아이들러가 간섭된 제1 간섭광을 측정하여 제1 측정값을 산출하는 단계;상기 시그널과 상기 아이들러가 간섭된 제2 간섭광을 측정하여 제2 측정값을 산출하는 단계;상기 제1 측정값 및 상기 제2 측정값을 기반으로 복수의 픽셀 각각에 대한 휘도값을 산출하여 이미지를 구성하는 단계를 포함하는 양자 고스트 이미징 방법
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제12 항에 있어서,상기 제1 측정값을 산출하는 단계는,위상차가 0인 제1 주파수 광을 생성하는 단계;상기 제1 간섭광과 상기 제1 주파수 광을 합성하여 제1 합성 광을 생성하는 단계; 및상기 제1 합성 광에 대한 상기 제1 측정값을 산출하는 단계를 포함하는 양자 고스트 이미징 방법
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제12 항에 있어서,상기 제2 측정값을 산출하는 단계는,위상차가 π/2인 제2 주파수 광을 생성하는 단계;상기 제2 간섭광과 상기 제2 주파수 광을 합성하여 제2 합성 광을 생성하는 단계; 및상기 제2 합성 광에 대한 상기 제2 측정값을 산출하는 단계를 포함하는 양자 고스트 이미징 방법
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제12 항에 있어서,상기 복수의 픽셀 각각에 대한 휘도값을 산출하여 이미지를 구성하는 단계는,피사체가 없을 때 상기 제1 측정값을 제곱한 기댓값과 상기 제2 측정값을 제곱한 기댓값을 합산한 값을 배경값으로 저장하는 단계; 및피사체가 있을 때 상기 제1 측정값을 제곱한 기댓값과 상기 제2 측정값을 제곱한 기댓값을 합산한 값을 피사체값으로 산출하고, 각 픽셀의 위치마다 상기 피사체값에서 상기 배경값을 차감하여 상기 휘도값을 산출하는 단계를 포함하는 양자 고스트 이미징 방법
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제12 항에 있어서,상기 제1 간섭광을 측정하여 피사체의 운동량에 대응하는 제3 측정값을 산출하는 단계; 및상기 제2 간섭광을 측정하여 상기 피사체의 운동량에 대응하는 제4 측정값을 산출하는 단계를 더 포함하고,상기 제1 측정값 및 상기 제2 측정값을 상기 피사체의 위치에 대응하는 양자 고스트 이미징 방법
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제16 항에 있어서,상기 복수의 픽셀 각각에 대한 휘도값을 산출하여 이미지를 구성하는 단계는,상기 제1 측정값을 제곱한 기댓값과 상기 제4 측정값을 제곱한 기댓값을 합산한 값에서 상기 제2 측정값을 제곱한 기댓값과 상기 제3 측정값을 제곱한 기댓값을 합산한 값을 차감하여 상기 휘도값을 산출하는 단계를 포함하는 양자 고스트 이미징 방법
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