CN110572218B - 基于时分复用的单光子探测系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于时分复用的单光子探测系统，包括调制模块、多个单光子探测器和控制电路；所述控制电路用于，产生至少一路控制信号并发送给所述调制模块；所述调制模块用于，根据所述至少一路控制信号，控制在所述第一单光子探测器的工作时间内输入的入射光信号从第一传输通道输出；控制在所述第一单光子探测器的死时间段内输入的入射光信号从第二传输通道输出；所述单光子探测器用于，将对应的所述传输通道输出的入射光信号转换为电信号。本发明提供的单光子探测系统可以在各个基于雪崩光电二极管的单光子探测器的死时间内采用其它单光子探测器对光子进行探测，实现在整个单光子探测系统中无死时间，从而提高光子信息的传输速率。

Description

基于时分复用的单光子探测系统
技术领域
本发明涉及单光子探测技术领域，特别涉及一种基于时分复用的单光子探测系统。
背景技术
单光子探测技术，是近年很受关注的一种光电探测技术，其原理是利用新式光电效应，可探测到光的最小能量量子——光子，以实现对单个光子进行探测和计数，因此，在信号强度仅为几个光子能量级的条件下，单光子探测器具有十分巨大的作用，是量子通信系统的核心器件。目前科学界已经研究开发了许多不同的单光子探测器，它们都有着各自的优缺点，其中基于雪崩光电二极管的单光子探测器凭借其具有的高探测效率、大动态范围、低偏置电压、低功耗和结构简单等优点在现代科学和工程的各个领域有着举足轻重的地位。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：
随着当前量子通信需求的迅猛发展，量子通信系统对量子信息的传输速率要求也越来越高，而对于基于雪崩二极管的单光子探测器，当探测器检测到一个光子之后，探测器需要抑制这个信号带来的后脉冲信号，这样就必须将探测器关断一段时间，等到前一个探测器的后脉冲信号基本消除之后才能重新开启，这一段时间就是基于雪崩二极管的单光子探测器的死时间。即基于雪崩二极管的单光子探测器在死时间内无法响应新的光子，会导致光子信息的传输速率受限，而无法满足现有的量子通信系统对量子信息的传输速率的高要求。
发明内容
本发明实施例提供了一种基于时分复用的单光子探测系统，可以提高光子信息的传输速率。所述技术方案如下：
本发明提供了一种基于时分复用的单光子探测系统，所述单光子探测系统包括调制模块、多个单光子探测器和控制电路；
所述控制电路用于，产生至少一路控制信号并发送给所述调制模块；
所述调制模块用于，根据所述至少一路控制信号，控制在第一单光子探测器的工作时间内输入的入射光信号从第一传输通道输出；控制在所述第一单光子探测器的死时间段内输入的入射光信号从第二传输通道输出；
所述单光子探测器用于，将对应的所述传输通道输出的入射光信号转换为电信号；
其中，所述多个单光子探测器包括第一单光子探测器和除所述第一单光子探测器之外的其它单光子探测器，所述第一单光子探测器为所述多个单光子探测器中的任意一个单光子探测器；所述第一传输通道为输出端与所述第一单光子探测器连接的传输通道，所述第二传输通道为输出端与其它单光子探测器连接的传输通道。
进一步地，所述调制模块包括a级级联的调制单元，每级调制单元包括b个调制单元，a为大于0的正整数，b＝2i-1，i表示a级调制单元中的第i级，第i级调制单元中的一个调制单元的输入端与第i-1级调制单元中的一个调制单元的输出端连接，第i级调制单元中的调制单元的两个输出端分别与第i+1级调制单元中的两个调制单元的输入端连接。
进一步地，所述单光子探测系统包括n个单光子探测器，n＝2a。
进一步地，每个所述调制单元均包括分束器、相位调制器和180°混频器；
所述分束器用于，将所述入射光信号分成两路并输出；
所述相位调制器用于，在所述控制信号的控制下，将所述分束器输出的两路入射光信号调制成相位差为0°或180°的两路调制信号；
所述180°混频器用于，在所述两路调制信号的相位差为0°时，将所述两路调制信号进行相干混频，并将混频得到的混频信号从所述180°混频器的第一输出端口输出；
在所述两路调制信号的相位差为180°时，将所述两路调制信号进行相干混频，并将混频得到的混频信号从所述180°混频器的第二输出端口输出。
进一步地，所述分束器的分光比为50:50。
进一步地，所述相位调制器还用于：
在所述控制信号为低电平时，将所述分束器输出的两路入射光信号调制成相位差为0°的两路调制信号；
在所述控制信号为高电平时，将所述分束器输出的两路入射光信号调制成相位差为180°的两路调制信号。
进一步地，每个所述调制单元均包括偏振控制器和偏振分束器；
所述偏振控制器用于，在所述控制信号的控制下，将所述入射光信号调制成第一入射光信号或第二入射光信号并输出至所述偏振分束器，所述第一入射光信号用于表示光信号为水平偏振态，所述第二入射光信号用于表示光信号为竖直偏振态；
所述偏振分束器用于，在所述偏振控制器输出第一入射光信号时，将所述第一入射光信号从所述偏振分束器的第一输出端口输出；
在所述偏振控制器输出第二入射光信号时，将所述第二入射光信号从所述偏振分束器的第二输出端口输出。
进一步地，所述偏振分束器还用于：
当所述控制信号为低电平时，将所述入射光信号调制成第一入射光信号并输出至所述偏振分束器；
当所述控制信号为高电平时，将所述入射光信号调制成第二入射光信号并输出至所述偏振分束器。
进一步地，所述控制电路为时序控制电路，所述时序控制电路的输出端与所述调制模块连接，所述控制信号为时序信号。
进一步地，所述控制电路为反馈控制电路，所述反馈控制电路的输入端与多个所述单光子探测器连接，所述反馈控制电路的输出端与所述调制模块连接；
所述反馈控制电路用于，当所述第一单光子探测器输出电信号时，向所述调制模块发送反馈控制信号；
所述调制模块用于，根据所述反馈控制信号，控制所述入射光信号从所述第二传输通道输出。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
当入射光信号在第一单光子探测器的工作时间内输入时，调制模块会根据控制电路发送的至少一路控制信号，将该入射光信号从第一传输通道输出至第一单光子探测器，该单光子探测器接收到入射光信号后，会关断一断时间(即进入死时间段)。此时，若有入射光信号在第一单光子探测器的死时间段内输入，调制模块会根据控制电路发送的至少一路控制信号，将该入射光信号从第二传输通道输出至其它单光子探测器，从而可以在各个基于雪崩光电二极管的单光子探测器的死时间内采用其它单光子探测器对光子进行探测，实现在整个单光子探测系统中无死时间，确保探测系统的时域全覆盖性，进而可以提高光子信息的传输速率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种基于时分复用的单光子探测系统的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的另一种基于时分复用的单光子探测系统的部分结构示意图；
图3是本发明实施例提供的一种第一调制单元的时序控制信号图；
图4是本发明实施例提供的一种第二调制单元和第三调制单元的时序控制信号图；
图5是本发明实施例提供的另一种单光子探测系统的结构示意图；
图6是本发明实施例提供的又一种基于时分复用的单光子探测系统的结构示意图；
图7是本发明实施例提供的又一种基于时分复用的单光子探测系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
图1是本发明实施例提供的一种基于时分复用的单光子探测系统的结构示意图，如图1所示，该单光子探测系统100包括调制模块110、多个单光子探测器120和控制电路。
控制电路用于，产生至少一路控制信号并发送给调制模块。
调制模块110用于，根据至少一路控制信号，控制在第一单光子探测的工作时间内输入的入射光信号从第一传输通道输出。控制在第一单光子探测器的死时间段内输入的入射光信号从第二传输通道输出。
单光子探测器120用于，将对应的传输通道输出的入射光信号转换为电信号。
其中，多个单光子探测器120包括第一单光子探测器和除第一单光子探测器之外的其它单光子探测器，第一单光子探测器为多个单光子探测器中的任意一个单光子探测器。第一传输通道为输出端与第一单光子探测器连接的传输通道，第二传输通道为输出端与其它单光子探测器连接的传输通道。
本发明实施例通过设置调制模块、多个单光子探测器和控制电路。当入射光信号在第一单光子探测器的工作时间内输入时，调制模块会根据控制电路发送的至少一路控制信号，将该入射光信号从第一传输通道输出至第一单光子探测器，该单光子探测器接收到入射光信号后，会关断一断时间(即进入死时间段)。此时，若有入射光信号在第一单光子探测器的死时间段内输入，调制模块会根据控制电路发送的至少一路控制信号，将该入射光信号从第二传输通道输出至其它单光子探测器，从而可以在各个基于雪崩光电二极管的单光子探测器的死时间内采用其它单光子探测器对光子进行探测，实现在整个单光子探测系统中无死时间，确保探测系统的时域全覆盖性，进而可以提高光子信息的传输速率。
可选地，调制模块110包括a级级联的调制单元，每级调制单元包括b个调制单元111，a为大于0的正整数，b＝2i-1，i表示a级调制单元中的第i级，第i级调制单元中的一个调制单元的输入端与第i-1级调制单元中的一个调制单元的输出端连接，第i级调制单元中的调制单元的两个输出端分别与第i+1级调制单元中的两个调制单元的输入端连接。
可选地，单光子探测系统包括n个单光子探测器，n＝2a。
如图1所示，图1中的调制模块110包括2级级联的调制单元，其中第1级调制单元包括1个调制单元，即第一调制单元111-I，第2级调制单元包括2个调制模块，分别为第二调制单元111-II和第三调制单元111-III。第二调制单元111-II的输入端与第一调制单元111-I的第一输出端连接，第三调制单元111-III的输入端与第一调制单元111-I的第二输出端连接。
图1中包括4个单光子探测器，4个单光子探测器分别为第一单光子探测器121和其它单光子探测器，图1中的调制模块110通过第一传输通道S1与第一单光子探测器121连接，通过第二传输通道与其它单光子探测器连接，其它单光子探测器包括第二单光子探测器122、第三单光子探测器123和第四单光子探测器124。第二传输通道包括传输通道S2、S3和S4。其中，传输通道S2与第二光子探测器122，传输通道S3与第三单光子探测器123，传输通道S4与第四单光子探测器124连接。
需要说明的是，其它单光子探测器的数量可以根据实际需要设置的更多或更少，本发明对此不做限制。例如，其它单光子探测器的数量可以设置为7个(参见图2)。
图2是本发明实施例提供的另一种基于时分复用的单光子探测系统的部分结构示意图，如图2所示，图2中的单光子探测系统200中的调制模块210包括7个调制单元211，7个调制单元211分为3级级联。
单光子探测系统200包括8个单光子探测器220，调制模块210通过8个传输通道分别与8个单光子探测器220连接。
再次参见图1，每个调制模块111均包括分束器1111、相位调制器1112和180°混频器1113。图1中的BS表示分束器，PM表示相位调制器，PM1表示一阶调制，PM2表示二阶调制。
分束器1111用于，将入射光信号分成两路并输出。
相位调制器1112用于，在控制信号的控制下，将分束器1111输出的两路入射光信号调制成相位差为0°或180°的两路调制信号。
180°混频器1113用于，在两路调制信号的相位差为0°时，将两路调制信号进行相干混频，并将混频得到的混频信号从180°混频器1113的第一输出端口输出。
在两路调制信号的相位差为180°时，将两路调制信号进行相干混频，并将混频得到的混频信号从180°混频器1113的第二输出端口输出。
可选地，分束器1111的分光比为50:50。
在本发明的一种实现方式中，控制电路可以为时序控制电路130(如图1所示)，控制信号可以为时序控制信号，时序控制电路的输出端与调制模块连接，时序控制信号为高低电平构成的信号。
具体地，时序控制电路的输出端与各个调制单元的相位调制器连接，每个调制单元的相位调制器会单独接收到一路时序控制信号。
进一步地，相位调制器1112用于：
在时序控制信号为低电平时，将分束器1111输出的两路入射光信号调制成相位差为0°的两路调制信号。在时序控制信号为高电平时，将分束器1111输出的两路入射光信号调制成相位差为180°的两路调制信号。这样得到的结果是，在时序控制信号为低电平时，最终信号从第一输出端口输出；在时序控制信号为高电平时，最终信号从第二输出端口输出。
图3是本发明实施例提供的一种第一调制单元的时序控制信号图，图4是本发明实施例提供的一种第二调制单元和第三调制单元的时序控制信号图，图中0表示低电平，1表示高电平。
如图3和图4所示，时序控制电路130在t1～t5时间段内，产生第一控制信号0011发送给第一调制单元111-I的相位调制器，产生第二控制信号0101分别发送给第二调制单元111-II的相位调制器，产生第三控制信号0101发送给第三调制单元111-II的相位调制器。
其中，t1～t2时间段为第一单光子探测器121的工作时间段，t2～t5时间段为第一单光子探测器121的死时间段。
则在t1～t2时间段，第一调制单元111-I中的相位调制器接收到时序控制电路发送的低电平信号，将分束器输出的两路入射光信号调制成相位差为0°的两路调制信号，180°混频器将两路调制信号进行混频，并将混频得到的混频信号从180°混频器的第一输出端口输出至第二调制单元111-II。
第二调制单元111-II中的相位调制器接收到时序控制电路发送的低电平信号，将分束器输出的两路入射光信号调制成相位差为0°的两路调制信号，180°混频器将两路调制信号进行混频，并将混频得到的混频信号从180°混频器的第一输出端口输出至第一单光子探测器121。
即此时调制模块110为入射光信号提供传输通道S1，以将入射光信号发送至第一单光子探测器121。
同样地，若t2～t3时间段为第二单光子探测器122的工作时间段，在t2～t3时间段，第一调制单元111-I中的相位调制器接收到时序控制电路发送的低电平信号，第二调制单元111-II中的相位调制器接收到时序控制电路发送的高电平信号。此时调制模块110为入射光信号提供传输通道S2，以将入射光信号发送至第二单光子探测器122。
若t3～t4时间段为第三单光子探测器123的工作时间段，在t3～t4时间段，第一调制单元111-I中的相位调制器接收到时序控制电路发送的高电平信号，第三调制单元111-II中的相位调制器接收到时序控制电路发送的低电平信号。此时调制模块110为入射光信号提供传输通道S3，以将入射光信号发送至第三单光子探测器123。
若t4～t5时间段为第四单光子探测器124的工作时间段，在t4～t5时间段，第一调制单元111-I中的相位调制器接收到时序控制电路发送的高电平信号，第三调制单元111-II中的相位调制器接收到时序控制电路发送的高电平信号。此时调制模块110为入射光信号提供传输通道S4，以将入射光信号发送至第四单光子探测器124。
进一步地，时序控制电路还用于：
向多个单光子探测器120提供门脉冲电压。当光子要达到时，时序控制电路向单光子探测器120提供一个门脉冲电压，可以使得单光子探测器120处于接受单光子状态。
由于分割后的单光子信号的脉冲间距变大，因此，单个单光子探测器120探测单光子信号的死时间可以设置得比较长。在4分路系统中(即图1中包括四个传输通道的单光子探测系统中)，单光子探测器120的死时间可以达到门控脉宽的三倍，能大大减小单光子探测器的后脉冲，保证单个探测器的性能。
图5是本发明实施例提供的另一种单光子探测系统的结构示意图，图5所示的单光子探测系统500与图1所示的单光子探测系统100的结构基本相同，不同之处仅在于控制电路的结构不同，在本实施例中，控制电路为反馈控制电路。
如图5所示，该单光子探测系统500包括调制模块510、多个单光子探测器520和反馈控制电路530。反馈控制电路530的输入端与多个单光子探测器连接，反馈控制电路530的输出端与调制模块510连接。
具体地，反馈控制电路530的输出端与各个调制单元的相位调制器连接。
反馈控制电路530用于，当第一单光子探测器输出电信号时，向调制模块510发送反馈控制信号；
调制模块510用于，根据反馈控制信号，控制入射光信号从第二传输通道输出。
如图5所示，该单光子探测系统500包括3个调制单元和4个单光子探测器，3个调制单元包括第一调制单元511-I、第二调制单元511-II和第三调制单元511-III。4个单光子探测器包括第一单光子探测器521和其它单光子探测器，其中，其它单光子探测器包括第二单光子探测器522、第一单光子探测器523和第四单光子探测器524。调制模块510通过四个传输通道S51、S52、S53和S54分别与第一单光子探测器521、第二单光子探测器522、第一单光子探测器523和第四单光子探测器524连接。其中，传输通道S51为第一传输通道，传输通道S52、S53和S54为第二传输通道。
示例性地，入射光信号q0、q1、q2、q3和q4依次输入该单光子探测系统。
当第一单光子探测器521接收到入射光信号q0并输出电信号时，反馈控制电路530向第一调制模块511-I和第二调制模块511-II发送第一反馈控制信号，第一调制模块511-I和第二调制模块511-II根据第一反馈控制信号，控制随后输入的入射光信号q1在从传输通道S2输出至第二单光子探测器522，实现传输通道的切换。
同样地，当第二单光子探测器522接收到入射光信号q1并输出电信号时，可以由反馈控制电路540发送用于指示调制模块510将随后输入的入射光信号q2从传输通道S3输出至第三单光子探测器523的第二反馈控制信号。
当第三单光子探测器523接收到入射光信号q2并输出电信号时，可以由反馈控制电路540发送用于指示调制模块510将随后输入的入射光信号q3从传输通道S4输出至第四单光子探测器524的第三反馈控制信号。
当第四单光子探测器524接收到入射光信号q3并输出电信号时，可以由反馈控制电路540发送用于指示调制模块510将随后入射的入射光信号q4从传输通道S1输出至第一单光子探测器521的第四反馈控制信号，再次由第一单光子探测器521进行计数，开启新一轮的循环。通过采用被动反馈控制实现循环切换，可以在保证单光子探测不间断的同时，有效避免多级信号同步存在的问题。
图6是本发明实施例提供的又一种基于时分复用的单光子探测系统的结构示意图，图6所示的单光子探测系统与图1所示的单光子探测系统的区别在于，各个调制单元的结构不同。图1所示的单光子探测系统的调制单元采用相位调控，而图6所示的单光子探测系统的调制单元采用偏振调控。
如图6所示，该单光子探测系统600包括调制模块610、4个单光子探测器620和时序控制电路630。调制模块610包括3个调制单元611，3个调制单元分为两级级联。
每个调制单元611均包括和偏振控制器6111(图6中PC)和偏振分束器6112(图6中PBS)。
偏振控制器6111用于，在时序控制信号的控制下，将入射光信号调制成第一入射光信号或第二入射光信号并输出至偏振分束器6112。其中，第一入射光信号用于表示光子为水平偏振态，第二入射光信号用于表示光子为竖直偏振态。
偏振分束器6112用于，在偏振控制器6111输出第一入射光信号时，将第一入射光信号从偏振分束器6112的第一输出端口输出。
在偏振控制器6111输出第二入射光信号时，将第二入射光信号从偏振分束器6112的第二输出端口输出。
进一步地，偏振控制器6111还用于：
当时序控制信号为低电平时，将入射光信号调制成第一入射光信号并输出至偏振分束器6112。当时序控制信号为高电平时，将入射光信号调制成第二入射光信号并输出至偏振分束器6112。
图7是本发明实施例提供的又一种基于时分复用的单光子探测系统的结构示意图，图7所示的单光子探测系统与图6所示的单光子探测系统的区别在于，控制电路的结构不同。图7所示的单光子探测系统的控制电路为反馈控制电路。
如图7所示，该单光子探测系统700包括调制模块710、4个单光子探测器720和反馈控制电路730。调制模块710包括3个调制单元711，3个调制单元711分为两级级联。每个调制单元711均包括和偏振控制器7111(图7中PC)和偏振分束器7112(图7中PBS)。
偏振控制器7111用于，在反馈控制信号的控制下，将入射光信号调制成第一入射光信号或第二入射光信号并输出至偏振分束器7112。其中，第一入射光信号用于表示光信号为水平偏振态，第二入射光信号用于表示光信号为竖直偏振态。
偏振分束器7112用于，在偏振控制器7111输出第一入射光信号时，将第一入射光信号从偏振分束器7112的第一输出端口输出。
在偏振控制器7111输出第二入射光信号时，将第二入射光信号从偏振分束器7112的第二输出端口输出。
进一步地，偏振控制器7111还用于：
当反馈控制信号为低电平时，将入射光信号调制成第一入射光信号并输出至偏振分束器7112。当反馈控制信号为高电平时，将入射光信号调制成第二入射光信号并输出至偏振分束器7112。
本发明实施例通过设置调制模块、多个单光子探测器和控制电路。当入射光信号在第一单光子探测器的工作时间内输入时，调制模块会根据控制电路发送的至少一路控制信号，将该入射光信号从第一传输通道输出至第一单光子探测器，该单光子探测器接收到入射光信号后，会关断一断时间(即进入死时间段)。此时，若有入射光信号在第一单光子探测器的死时间段内输入，调制模块会根据控制电路发送的至少一路控制信号，将该入射光信号从第二传输通道输出至其它单光子探测器，从而可以在各个基于雪崩光电二极管的单光子探测器的死时间内采用其它单光子探测器对光子进行探测，实现在整个单光子探测系统中无死时间，确保探测系统的时域全覆盖性，进而可以提高光子信息的传输速率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于时分复用的单光子探测系统，其特征在于，所述单光子探测系统包括调制模块、多个单光子探测器和控制电路；
所述控制电路用于，产生至少一路控制信号并发送给所述调制模块；
所述调制模块用于，根据所述至少一路控制信号，控制在第一单光子探测器的工作时间内输入的入射光信号从第一传输通道输出；控制在所述第一单光子探测器的死时间段内输入的入射光信号从第二传输通道输出；
所述单光子探测器用于，将对应的所述传输通道输出的入射光信号转换为电信号；
其中，所述多个单光子探测器包括第一单光子探测器和除所述第一单光子探测器之外的其它单光子探测器，所述第一单光子探测器为所述多个单光子探测器中的任意一个单光子探测器；所述第一传输通道为输出端与所述第一单光子探测器连接的传输通道，所述第二传输通道为输出端与其它单光子探测器连接的传输通道；
所述调制模块包括a级级联的调制单元，每级调制单元包括b个调制单元，a为大于0的正整数，b＝2i-1，i表示a级调制单元中的第i级，第i级调制单元中的一个调制单元的输入端与第i-1级调制单元中的一个调制单元的输出端连接，第i级调制单元中的调制单元的两个输出端分别与第i+1级调制单元中的两个调制单元的输入端连接；
每个所述调制单元均包括分束器、相位调制器和180°混频器；
所述分束器用于，将所述入射光信号分成两路并输出；
所述相位调制器用于，在所述控制信号的控制下，将所述分束器输出的两路入射光信号调制成相位差为0°或180°的两路调制信号；
所述180°混频器用于，在所述两路调制信号的相位差为0°时，将所述两路调制信号进行相干混频，并将混频得到的混频信号从所述180°混频器的第一输出端口输出；
在所述两路调制信号的相位差为180°时，将所述两路调制信号进行相干混频，并将混频得到的混频信号从所述180°混频器的第二输出端口输出。
2.根据权利要求1所述的单光子探测系统，其特征在于，所述单光子探测系统包括n个单光子探测器，n＝2a。
3.根据权利要求1所述的单光子探测系统，其特征在于，所述分束器的分光比为50:50。
4.根据权利要求1所述的单光子探测系统，其特征在于，所述相位调制器还用于：
在所述控制信号为低电平时，将所述分束器输出的两路入射光信号调制成相位差为0°的两路调制信号；
在所述控制信号为高电平时，将所述分束器输出的两路入射光信号调制成相位差为180°的两路调制信号。
5.根据权利要求2所述的单光子探测系统，其特征在于，每个所述调制单元均包括偏振控制器和偏振分束器；
所述偏振控制器用于，在所述控制信号的控制下，将所述入射光信号调制成第一入射光信号或第二入射光信号并输出至所述偏振分束器，所述第一入射光信号用于表示光信号为水平偏振态，所述第二入射光信号用于表示光信号为竖直偏振态；
所述偏振分束器用于，在所述偏振控制器输出第一入射光信号时，将所述第一入射光信号从所述偏振分束器的第一输出端口输出；
在所述偏振控制器输出第二入射光信号时，将所述第二入射光信号从所述偏振分束器的第二输出端口输出。
6.根据权利要求5所述的单光子探测系统，其特征在于，所述偏振分束器还用于：
当所述控制信号为低电平时，将所述入射光信号调制成第一入射光信号并输出至所述偏振分束器；
当所述控制信号为高电平时，将所述入射光信号调制成第二入射光信号并输出至所述偏振分束器。
7.根据权利要求1～6任一项所述的单光子探测系统，其特征在于，所述控制电路为时序控制电路，所述时序控制电路的输出端与所述调制模块连接，所述控制信号为时序信号。
8.根据权利要求1～6任一项所述的单光子探测系统，其特征在于，所述控制电路为反馈控制电路，所述反馈控制电路的输入端与多个所述单光子探测器连接，所述反馈控制电路的输出端与所述调制模块连接；
所述反馈控制电路用于，当所述第一单光子探测器输出电信号时，向所述调制模块发送反馈控制信号；
所述调制模块用于，根据所述反馈控制信号，控制所述入射光信号从所述第二传输通道输出。
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