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高维量子键的补充材料...
本节详细阐述了用于我们的自旋轨道Qudit生成和检测的光学设置。发射器负责秘密密钥生成，如图S2A。 1064 nm纳秒脉冲激光器会产生泵浦脉冲（脉冲宽度约为10 ns）。 因此，泵浦脉冲是由SLM显示的相掩码（大约100 Hz）所显示的，然后通过物镜透镜（×20，NIR增强）聚焦在Ingaasp Microlaser芯片平面上。 通过相同的物镜准确地通过相同的物镜将1547 nm的自旋轨道光子准直并用二分色镜过滤。 由于来自两个空间分离的微孔的自旋轨光子起源，因此这些光子在准直时将有横向动量不匹配。 为了补偿这种不匹配，将由硅/二氧化硅二阶光栅制成的光束组合器放在芯片的傅立叶平面上。 来自两个环的1级衍射梁被合并为单个准梁，这是旋转轨道Qudits的路径。 最后，将中性密度（ND）滤光片合并为充当衰减器，使发射机的弱相干脉冲（WCP）输出能够。S2A。1064 nm纳秒脉冲激光器会产生泵浦脉冲（脉冲宽度约为10 ns）。因此，泵浦脉冲是由SLM显示的相掩码（大约100 Hz）所显示的，然后通过物镜透镜（×20，NIR增强）聚焦在Ingaasp Microlaser芯片平面上。通过相同的物镜准确地通过相同的物镜将1547 nm的自旋轨道光子准直并用二分色镜过滤。由于来自两个空间分离的微孔的自旋轨光子起源，因此这些光子在准直时将有横向动量不匹配。为了补偿这种不匹配，将由硅/二氧化硅二阶光栅制成的光束组合器放在芯片的傅立叶平面上。来自两个环的1级衍射梁被合并为单个准梁，这是旋转轨道Qudits的路径。最后，将中性密度（ND）滤光片合并为充当衰减器，使发射机的弱相干脉冲（WCP）输出能够。
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光刺激（来自数字微型摩尔设备的2-D灯罩用固态CW激光照明）和两个光子成像仅限于不同的光学Z-Planes，可以通过分别翻译扩散器和主要目标来灵活，独立地调整这些光学Z-plan。 （底部）在光刺激和成像期之间交替（滚动）。每个红色条代表一个多光子成像的单一框架。光刺激和成像期交错。（b）显微镜示意图。dm，二分色镜。dmd，数字微型摩尔设备。i，虹膜膜片。L1-L12，镜头。o，主要目标。PMT，光电倍增管。PS，潜望镜。s，快门。SM，扫描镜子。（c）（顶部）使用可移动扩散器将图案化的光刺激和多光子成像平面解）的例证。以4F镜头配置将扩散器成像成样品中；沿光路的扩散器转换会导致相应的投影平面轴向移动。OFP，客观焦平面。 PSP，光刺激平面。 （d）DMD芯片到CCD摄像头到2P显微镜注册。 我们注册了DMD刺激场（DMD像素尺寸= 2.4 µm，样品 1d）至148OFP，客观焦平面。PSP，光刺激平面。（d）DMD芯片到CCD摄像头到2P显微镜注册。我们注册了DMD刺激场（DMD像素尺寸= 2.4 µm，样品1d）至148（i）两个光子显微照片，分别为10 µm荧光微粒；箭头标记了两个微粒，这是较大的DMD调节投影靶模式（8 microbeads）的一部分，它们被视为受托点； （ii）更大的视野（包括目标微头）的广阔场荧光图像（全场照明）； （iii）从2p图像中选择的ROI用于生成DMD-Chip灯罩；这些进一步投影在主要的客观焦平面上，并使用主CCD摄像头（CCD 1）成像； （iv）DMD生成的照片刺激口罩和（II）中10 µm微粒的宽场荧光图像的覆盖层；请注意，荧光仅限于由DMD光刺激掩模靶向的微粒，并具有最小的溢出到相邻（靶）的微粒（请参阅信托标记）。