CN113340424B - 偏振光性能的检测装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种偏振光性能的检测方法和检测装置。所述检测方法中，首先待测偏振光束入射到反射式平行光管的主镜表面且经反射汇聚后形成汇聚偏振光，汇聚偏振光束以避开反射式平行光管的次镜的路径传播，然后对汇聚偏振光束进行检偏，接着检测汇聚偏振光束中的偏振分量光束的光强度，之后计算待测偏振光束的消光比。利用上述检测方法对待测偏振光束进行检测，可以避免次镜对待测偏振光束的偏振性能的影响，提高消光比的检测准确度，有助于准确评估待测偏振光束的偏振性能。所述检测装置中，量子通讯终端发出的待测偏振光束入射到反射式平行光管的主镜表面并反射汇聚，形成的汇聚偏振光束以避开次镜的路径传播。

Description

偏振光性能的检测装置及检测方法

技术领域

本发明涉及量子光通信领域，特别涉及一种偏振光性能的检测装置和检测方法。

背景技术

自由空间量子通信通过将量子信息加载到光波上以实现量子信息传输，被看作是量子力学和空间激光通信结合的产物。目前BB84协议是自由空间量子通信的密钥编码方案，其利用单光子的45°和-45°偏振态进行二进制编码，采用基于诱骗态的量子密钥分发技术来判断是否存在窃听者，其中，主要通过诱骗态与信号态之间的比例关系判断是否存在窃听者，而45°和-45°两种线偏振态的接收效率关系对该比例关系的判断至关重要。在传播过程中，偏振光通过光学系统接收或发射，偏振光在通过光学元件后其偏振态或多或少会发生变化，量子通信终端出射光束的偏振态的保持能力就成了评估出射光束质量的性能指标之一。

自由空间量子通信为了实现较远的传输距离，需要减小量子光束的发散角，量子通信终端一般采用大口径的望远镜实现量子光束的出射。在对量子通信终端的性能指标进行测试时，大口径的量子光束给偏振性能的检测带来了困难，传统的处理方法通常采用大口径的反射式平行光管对量子光束进行汇聚后再进行检测，但是，反射式平行光管的主镜的接光面为弧形面，且主镜表面设置有氧化硅保护层以及位于保护层以下的金属膜，量子光束照射到主镜的不同位置，金属膜对量子光束的偏振性能(或称为偏振态)的影响不同，而且反射式平行光管的次镜会引起量子光束的相位延迟，最终造成量子光束的偏振性能的退化，导致不能准确检测量子通信终端出射光束的消光比，进而不能准确评估所述量子通信终端出射光束的偏振性能的保持能力。

发明内容

本发明提供一种偏振光性能的检测装置和检测方法，可以提高待测偏振光束的消光比的检测准确度，有助于准确评估待测偏振光束的偏振性能。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种偏振光性能的检测方法。所述检测方法包括：

利用反射式平行光管接收一待测偏振光束并对所述待测偏振光束进行反射汇聚，形成汇聚偏振光束，其中，所述反射式平行光管包括相对设置的主镜和次镜，所述待测偏振光束入射到所述主镜的表面并反射汇聚，所述汇聚偏振光束以避开所述次镜的路径传播；

对所述汇聚偏振光束进行检偏，并根据设定偏振方向输出所述汇聚偏振光束中的偏振分量光束；

检测所述偏振分量光束的光强度，并通过调整检偏角度检测所述偏振分量光束的最大光强度值和最小光强度值；以及

计算所述待测偏振光束的消光比，所述消光比为所述偏振分量光束的最大光强度值和最小光强度值的比值。

可选的，所述待测偏振光束与所述主镜的中心轴具有大于零的设定倾斜角，以使得所述汇聚偏振光束以避开所述次镜的路径传播。

可选的，所述待测偏振光束为45°线偏振光束或-45°线偏振光束。

可选的，利用所述反射式平行光管接收所述待测偏振光束的步骤中，使所述待测偏振光束的入瞳矢量方向与所述待测偏振光束的偏振方向水平或正交。

可选的，所述主镜具有与所述次镜正相对的中心区域；利用所述反射式平行光管接收所述待测偏振光束的步骤中，所述待测偏振光束在所述主镜表面所形成的第二光斑的边界与所述主镜的中心区域边界相切。

本发明的另一方面还提供一种偏振光性能的检测装置。所述装置包括：

量子通信终端，用于发出待测偏振光束；

反射式平行光管，用于接收所述待测偏振光束并反射汇聚，形成汇聚偏振光束，其中，所述反射式平行光管包括相对设置的主镜和次镜，所述待测偏振光束入射到所述主镜的表面并反射汇聚，所述汇聚偏振光束以避开所述次镜的路径传播；

检偏器，用于接收所述汇聚偏振光束，并根据设定偏振方向输出所述汇聚偏振光束中的偏振分量光束，所述检偏器可旋转；以及

光强检测器，用于接收所述偏振分量光束，并检测所述偏振分量光束的光强度，其中，所述光强度检测器在所述检偏器的不同旋转角度下检测所述偏振分量光束的最大光强度值和最小光强度值；

计算单元，用于计算所述待测偏振光束的消光比，所述消光比为所述偏振分量光束的最大光强度值和最小光强度值的比值。

可选的，所述检测装置还包括：

信标光发射单元，用于发出具有设定发散角的发散信标光，所述发散信标光被所述反射式平行光管的主镜反射而转换为平行信标光；

其中，至少部分所述平行信标光被所述量子通信终端接收并汇聚形成第一光斑，所述量子通信终端还利用所述第一光斑进行对准校正，使得所述待测偏振光束经所述反射式平行光管反射、所述检偏器检偏后，所述偏振分量光束在所述光强度检测器处成像。

可选的，所述检测装置还包括：

分光棱镜，设置在所述检偏器和所述光强检测器之间，所述分光棱镜用于接收所述偏振分量光束并将所述偏振分量光束反射到所述光强度检测器；

其中，所述发散信标光为非偏振光，所述发散信标光从所述信标光发射单元发出后，经所述分光棱镜和所述检偏器后，投射到所述主镜表面。

可选的，所述检测装置还包括：

滤光片，设置在所述分光棱镜和所述光强度检测器之间，所述滤光片用于对所述分光棱镜反射出的光进行滤光处理，仅允许待测波段的光束透过。

可选的，所述检偏器包括偏振片、波片、偏振棱镜或偏振分束镜。

本发明的偏振光性能的检测方法中，首先利用反射式平行光管接收一待测偏振光束并对所述待测偏振光束进行反射汇聚，形成汇聚偏振光束，其中，所述反射式平行光管包括相对设置的主镜和次镜，所述待测偏振光束入射到所述主镜的表面并反射汇聚，所述汇聚偏振光束以避开所述次镜的路径传播；然后对所述汇聚偏振光束进行检偏，并根据设定偏振方向输出所述汇聚偏振光束中的偏振分量光束；接着检测所述偏振分量光束的光强度，并通过调整检偏角度检测所述偏振分量光束的最大光强度值和最小光强度值；以及计算所述待测偏振光束的消光比，所述消光比为所述偏振分量光束的最大光强度值和最小光强度值的比值。由于对所述待测偏振光束进行检测的过程中，汇聚偏振光束以避开所述次镜的路径传播，可以避免次镜引起待测偏振光束相位延迟的问题，即可以避免次镜对待测偏振光束的偏振性能的影响，提高待测偏振光束消光比的检测准确度，有助于准确评估待测偏振光束的偏振性能，进而可以准确评估所述待测偏振光束的发射装置(即量子通信终端)出射光束的偏振态的保持能力。

本发明的偏振光性能的检测装置中，量子通信终端发出待测偏振光束，反射式平行光管接收所述待测偏振光束并反射汇聚，形成汇聚偏振光束，其中，所述待测偏振光束入射到所述反射式平行光管的主镜表面并反射汇聚，所述汇聚偏振光束以避开所述反射式平行光管的次镜的路径传播，检偏器接收所述汇聚偏振光束，并根据设定偏振方向输出所述汇聚偏振光束中的偏振分量光束，光强检测器接收所述偏振分量光束，并检测所述偏振分量光束的光强度，其中，所述光强度检测器在所述检偏器的不同旋转角度下检测所述偏振分量光束的最大光强度值和最小光强度值，计算单元再计算所述待测偏振光束的消光比。由于所述量子通信终端发出的待测偏振光束经所述主镜反射汇聚形成的汇聚偏振光束以避开所述次镜的路径传播，可以避免次镜引起待测偏振光束相位延迟的问题，即可以避免次镜对待测偏振光束的偏振性能的影响，提高待测偏振光束消光比的检测准确度，有助于准确评估待测偏振光束的偏振性能，进而可以准确的评估量子通信终端出射光束的偏振态的保持能力。

附图说明

图1为本发明一实施例的偏振光性能的检测装置的示意图。

图2为本发明一实施例的偏振光性能的检测方法的流程示意图。

图3为本发明一实施例的中反射式平行光管的主镜接收待测偏振光束的示意图。

图4为本发明一实施例中待测偏振光束照射到主镜的位置示意图。

附图标记说明：

10-反射式平行光管；11-主镜；11a-中心区域；12-次镜；20-量子通讯终端；30-检偏器；40-分光棱镜；50-滤光片；60-光强度检测器；70-信标光发射单元；81-待测偏振光束；82-汇聚偏振光束；83-第二光斑；91-发散信标光；92-平行信标光。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的偏振光性能的检测装置和检测方法作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需要说明的是，在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便于彻底的理解本发明的技术方案。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。为了避免其他方案与本发明的技术方案发生混淆，本实施例中对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了提高待测偏振光束的消光比的检测准确度，以及为了准确评估待测偏振光束的偏振性能，本实施例提供一种偏振光性能的检测装置和检测方法。所述偏振光性能的检测装置和检测方法可以用于检测量子光通讯中偏振光的性能。

图1为本发明一实施例的偏振光性能的检测装置的示意图。如图1所述，本实施例的偏振光性能的检测装置包括：反射式平行光管10、量子通信终端20、检偏器30、光强度检测器60和计算单元(图中未示出)。需要说明的是，在其他实施例中，所述检测装置可以不包括所述量子通讯终端20，所述量子通讯终端20可以设置在所述检测装置中，所述检测装置用于检测所述量子通讯终端20发出的待测偏振光束81。以下以检测装置包括所述量子通讯终端20为例进行说明。

具体的，所述量子通信终端20用于发出待测偏振光束81。所述反射式平行光管10用于接收所述待测偏振光束81并反射汇聚，形成汇聚偏振光束82，其中，所述反射式平行光管10包括相对设置的主镜11和次镜12，所述待测偏振光束81入射到所述主镜11的表面(即接光面)并反射汇聚，所述汇聚偏振光束82以避开所述次镜12的路径传播。所述检偏器30用于接收所述汇聚偏振光束82，并根据设定偏振方向输出所述汇聚偏振光束82中的偏振分量光束(即输出所述汇聚偏振光82中设定偏振方向的偏振分量光束)，其中，所述检偏器30可旋转。所述计算单元用于计算所述待测偏振光束81的消光比，所述消光比为所述偏振分量光束的最大光强度值和最小光强度值的比值。

本实施例中，所述反射式平行光管10可以为大口径的反射式平行光管，所述反射式平行光管的主镜11可以为望远镜主镜，所述主镜11的接光面的面型为弧形(例如抛物面面型)。作为示例，所述主镜11的口径可以为2000mm，焦距可以为17m。为了提高所述主镜11的精度，所述主镜11接光面的面型偏差小于1/20λ，其中，λ为所述主镜的入射光的波长(例如λ＝632.8nm)。所述主镜11具有与所述次镜12相对的中心区域11a，所述中心区域11a可以为贯穿所述主镜11的通孔。

所述量子通信终端20发射出的所述待测偏振光束81可以与所述主镜11的中心轴(如图1中的点画线所示)具有大于零的设定倾斜角(即所述待测偏振光束81与所述主镜11的中心轴不平行)，以使得所述汇聚偏振光束82以避开所述次镜12的路径传播。或者说，所述量子通信终端20发射的待测偏振光束81从所述量子通信终端20到达所述检偏器30的过程中未触及所述次镜12。所述量子通信终端20例如为已经完成且完整的量子通信系统。

需要说明的是，现有技术中利用反射式平行光管对待测偏振光束进行检测时，通常使得待测偏振光束平行于主镜的中心轴入射到反射式平行光管的主镜上，待测偏振光束经主镜反射汇集后形成汇聚偏振光束，该汇聚偏振光束投射到次镜上且经次镜反射后射出反射式平行光管。经研究发现，如此次镜会影响待测偏振光束的偏振性能。本实施例中，所述待测偏振光束81与所述主镜11的中心轴不平行，从而汇聚偏振光束82不会投射到次镜12上而直接投射到所述检偏器30，可以避免次镜12对待测偏振光束81的偏振性能的影响，有助于提高待测偏振光束消光比的检测准确度。

本实施例中，所述检偏器30接收所述汇聚偏振光束82并根据设定偏振方向输出所述汇聚偏振光束82中的偏振分量光束。所述检偏器30可以包括偏振片、波片、偏振棱镜或偏振分束镜。所述检偏器30可旋转，随着所述检偏器30的旋转，所述偏振分量光束的光强度也会随着变化。一实施例中，所述检偏器30为附带有旋转结构的检偏片，所述检偏片可以实现360°的旋转，旋转的精度可以为1°。例如，所述检偏片采用THORLABS公司的LPNIR050，所述检偏片的口径为30.5mm，适用的波长为650nm～2000nm，与所述检偏片搭配使用的旋转结构型号为RSP05。

本实施例中，所述光强度检测器60接收所述偏振分量光束，并检测所述偏振分量光束的光强度。其中，通过旋转所述检偏器30，所述光强度检测器60能够检测在所述检偏器30的不同旋转角度下所述偏振分量光束的光强度值，从而可以获得所述偏振分量光束的最大光强度值和最小光强度值，进而所述计算单元可以计算获得所述待测偏振光束81的消光比。所述消光比为所述偏振分量光束的最大光强度值和最小光强度值的比值。消光比是光束的偏振性能的重要参数，根据所述待测偏振光束81的消光比，可以评估所述待测偏振光束81的偏振性能，进而可以评估所述量子通信终端20出射光束的偏振性能的保持能力。所述光强度检测器60例如为单光子探测器，使用单光子探测器可以提高偏振分量光束光强度的检测准确度。但不限于此，所述光强度检测器60还可以为其它光强度探测器，只要可以检测获得所述偏振分量光束的光强度即可。

如图1所示，所述偏振光性能的检测装置还可以包括信标光发射单元70。所述信标光发射单元70可以用于发射具有设定发散角的发散信标光91，所述发散信标光91被所述反射式平行光管的主镜11反射而转换为平行信标光92。其中，至少部分所述平行信标光92可以被所述量子通信终端20接收并汇聚形成第一光斑(也即所述量子通信终端20可以设置在所述平行信标光92的覆盖范围内，并将接收到的所述平行信标光92汇聚形成第一光斑)，所述量子通信终端20还可以利用所述第一光斑进行对准校正，使得所述待测偏振光束81经所述反射式平行光管10反射、所述检偏器30检偏后，所述偏振分量光束可以在所述光强度检测器60处成像。本实施例中，所述发散信标光91可以为非偏振光。

具体的，所述量子通信终端20可以具有ATP系统，ATP系统为捕获(Acquisition)、跟踪(Tracking)和瞄准(Pointing)系统的简称，所述ATP系统可以用来对所述量子通信终端20进行对准校正。所述ATP系统至少可以包括相机和探测器，所述相机可以接收所述平行信标光92并将其汇聚形成第一光斑，通过移动所述探测器，使得所述探测器的中心与所述第一光斑的中心重合，其中，移动所述探测器时，所述量子通信终端整体移动，所述探测器的中心与所述第一光斑的中心重合时，所述量子通信终端20的对准校正完成。对准校正所述量子通信终端20可以指使所述量子通信终端20的成像中心与所述第一光斑的中心重合，以便发出的所述待测偏振光束81可以在所述光强度检测器60处汇聚成像。也就是说，本实施例中，所述光强度检测器60可以设置在所述待测偏振光束81转换形成的汇聚偏振光束82(具体为偏振分量光束)的焦平面上，以提高光强度的检测精度。

本实施例中，所述偏振光性能的检测装置还可以包括分光棱镜40。所述分光棱镜40可以设置在所述检偏器30和所述光强检测器60之间，用于接收所述偏振分量光束并将所述偏振分量光束反射到所述光强度检测器60，非偏振的所述发散信标光91可以从所述信标光发射单元70发出后，经所述分光棱镜40和所述检偏器30后，投射到所述主镜11表面(接光面)。由于非偏振的发散信标光91可以透过所述分光棱镜40且所述汇聚偏振光束82的偏振分量光束可以经所述分光棱镜40的反射投射到所述光强度检测器60，因此，设置所述分光棱镜40可以同时实现发散信标光91的发射和所述待测偏振光束81的检测，即可以在对所述量子通讯终端20进行对准校正的同时，检测所述量子通讯终端20的出射光束。

本实施例中，所述分光棱镜40可以采用Thorlabs公司的型号为BS017的非偏振分光棱镜，该非偏振分光棱镜的工作波段为700nm～1100nm，分光比为1：1，通光口径为25mm。

本实施例利用信标光(发散信标光和平行信标光的统称)对所述量子通信终端20进行对准校正，使得检偏器30、分光棱镜40、光强度检测器60和信标光发射单元70之间的位置可以相对静止(即位置固定)，从而在检测所述待测偏振光束80时操作较为简单。

如图1所示，所述偏振光性能的检测装置还可以包括滤光片50，所述滤光片50可以设置在所述分光棱镜40和所述光强度检测器60之间，用于对所述分光棱镜40反射出的光进行滤光处理，且仅允许待测波段的光束透过。本实施例中，所述待测波段的光束可以为所述汇聚偏振光束82或所述偏振分量光束。也就是说，所述滤光片50可以将信标光等其它杂光过滤掉，有助于提高所述汇聚偏振光束82的偏振分量光束的光强度的检测准确度，提高获得的待测偏振光束81的消光比的准确度。

本实施例的偏振光性能的检测装置中，量子通信终端20发出待测偏振光束81，反射式平行光管10接收所述待测偏振光束81并反射汇聚，形成汇聚偏振光束82，其中，所述待测偏振光束81入射到所述反射式平行光管的主镜11表面并反射汇聚，所述汇聚偏振光束82以避开所述反射式平行光管的次镜12的路径传播，检偏器30接收所述汇聚偏振光束82，并输出所述汇聚偏振光束82中设定偏振方向的偏振分量光束，光强检测器60接收所述偏振分量光束，并检测所述偏振分量光束的光强度，其中，所述光强度检测器60在所述检偏器30的不同旋转角度下检测所述偏振分量光束的最大光强度值和最小光强度值，计算单元再计算所述待测偏振光束81的消光比。由于所述量子通信终端20发射的待测偏振光束81经所述主镜11的反射汇聚，形成汇聚偏振光束82，且所述汇聚偏振光束82以避开所述反射式平行光管的次镜12的路径直接传播到所述检偏器30，如此可以避免次镜12引起待测偏振光束81相位延迟的问题，即可以避免次镜12对待测偏振光束81的偏振性能的影响，提高待测偏振光束81消光比的检测准确度，有助于准确评估待测偏振光束81的偏振性能，进而可以准确的评估量子通信终端20出射光束的偏振性能的保持能力。

本发明还提供一种偏振光性能的检测方法，所述检测方法可以应用于上述偏振光性能的检测装置。

图2为本发明一实施例的偏振光性能的检测方法的流程示意图。如图2所示，所述检测方法包括：

S1，利用反射式平行光管10接收一待测偏振光束81并对所述待测偏振光束81进行反射汇聚，形成汇聚偏振光束82，其中，所述反射式平行光管10包括相对设置的主镜11和次镜12，所述待测偏振光束81入射到所述主镜11的表面并反射汇聚，所述汇聚偏振光束82以避开所述次镜12的路径传播；

S2，对所述汇聚偏振光束82进行检偏，并根据设定偏振方向输出所述汇聚偏振光束82中的偏振分量光束(即输出所述汇聚偏振光束82中设定偏振方向的偏振分量光束)；

S3，检测所述偏振分量光束的光强度，并通过调整检偏角度检测所述偏振分量光束的最大光强度值和最小光强度值；以及

S4，计算所述待测偏振光束81的消光比，所述消光比为所述偏振分量光束的最大光强度值和最小光强度值的比值。

需要说明的是，参考图1和图2，所述检测方法中，所述待测偏振光束81可以由所述量子通讯终端20发出的。步骤S2中，可以利用所述检偏器30对所述汇聚偏振光束82进行检偏。步骤S3中，可以利用所述光强度检测器60检测所述偏振分量光束的光强度，且通过调整所述检偏器30的检偏角度，可以检测获得所述偏振分量光束的最大光强度值和最小光强度值。步骤S4中，可以利用所述计算单元计算所述偏振分量光束的光强度。

本实施例中，所述待测偏振光束81与所述主镜11的中心轴具有大于零的设定倾斜角，以使得所述汇聚偏振光束82以避开所述次镜12的路径传播(即所述汇集偏振光束82直接投射到所述检偏器30且不触及所述次镜12)。

在利用所述反射式平行光管10接收所述待测偏振光束81之前，所述检测方法还可以包括：向所述反射式平行光管的主镜11发射具有设定发散角的发散信标光91，所述发散信标光91被所述主镜11反射而转换为平行信标光92，再根据所述平行信标光82在所述量子通讯终端20处汇聚形成的第一光斑对所述量子通讯终端20进行对准校正，使得所述待测偏振光束81转换形成的汇聚偏振光束82的偏振分量光束在检测强度的位置附近汇聚成像(即在所述光强度检测器60处汇聚成像)。具体的对准校正步骤在上述检测装置的描述中已经说明，在此不再赘述。

本实施例中，所述待测偏振光束81可以为45°线偏振光束或-45°线偏振光束。或者说，所述量子通信终端20可以分别发射出45°线偏振光束和-45°线偏振光束。

图3为本发明一实施例中反射式平行光管的主镜接收待测偏振光束的示意图。如图3所示，反射式平行光管的主镜11的接光面为曲面，相同入射方向的待测偏振光束81照射到所述主镜11的不同位置对应的入瞳矢量方向(例如图3中θ角的偏转方向)不同，入射的待测偏振光束81经所述主镜11的反射后(具体为经主镜11的氧化硅保护层和金属膜的两反射后)输出的汇集偏振光束82的偏振态不同，即金属膜对不同入瞳矢量方向的待测偏振光束81的偏振态的影响不同。其中，所述入瞳矢量方向为所述主镜11表面与所述待测偏振光束81接触的区域的中心法线(图3中虚线)到入射的所述待测偏振光束81的光轴的夹角方向，如图3中θ角的偏转方向。

当所述待测偏振光束81为理想线偏振光束(即为45°线偏振光束或-45°线偏振光束)时，利用所述反射式平行光管10接收所述待测偏振光束81的步骤中，使所述待测偏振光束81的入瞳矢量方向与所述待测偏振光束81的偏振方向水平或正交，进而能够使得所述待测偏振光束81的消光比较大，即有助于减小所述主镜11对所述待测偏振光束81的偏正态的影响。

本实施例中，可以通过调整所述量子通信终端20的旋转角和俯仰角，使所述待测偏振光束81的入瞳矢量方向与所述待测偏振光束81的偏振方向水平或正交。

研究发现，待测偏振光束81在所述主镜11上照射形成的第二光斑越靠近所述主镜的中心区域11a，所述待测偏振光束81的消光比越大；待测偏振光束81在所述主镜11上照射形成的第二光斑越偏离所述主镜的中心区域11a，所述待测偏振光束81的消光比越小。也就说，第二光斑越靠近所述主镜的中心区域11a，所述主镜11对所述待测偏振光束81的偏振性能(例如消光比)的影响越小。本实施例中，为了降低所述主镜11对所述待测偏振光束81的偏振性能的影响，利用所述反射式平行光管10接收所述待测偏振光束81的步骤中，使得所述待测偏振光束81在所述主镜11表面所形成的第二光斑的边界靠近所述主镜的中心区域11a。最优的，可以通过调整所述量子通信终端20的旋转角和俯仰角，使得所述第二光斑的边界与所述主镜的中心区域11a边界相切。

图4为本发明一实施例中待测偏振光束照射到主镜的位置示意图。图4可以是从反射式平行光管10的管口向里看的平面示意图。如图4所示，反射式平行光管的次镜12与主镜11的中心区域11a可以重合，所述待测偏振光束81照射到所述主镜11的表面形成第二光斑83。作为示例，对于待测偏振光束81为45°线偏振光束或-45°线偏振光束的情况(即待测偏振光束81的偏振方向与x方向之间的夹角为45°的情况)，所述主镜11与x方向呈45°的对角线位置(图4中的直虚线所示的位置)与所述待测偏振光束81的偏振方向水平或正交，即该对角线位置为所述主镜11对所述待测偏振光束81的偏振性能(例如消光比)影响较小的位置，而且对角线上越靠近所述主镜的中心区域11a的位置为对所述待测偏振光束81的偏振性能影响越小。本实施例中，可以调整所述量子通信终端20的旋转角和俯仰角，使得第二光斑81位于所述主镜11与x方向呈45°的对角线位置上，且使得第二光斑83的边界与所述主镜的中心区域11a边界相切，即将待测偏振光束81投射到所述主镜11对待测偏振光束的偏振性能影响最小的区域，有助于提高待测偏振光束81的消光比的检测准确度。

本实施例的光偏正性能的检测方法中，首先利用反射式平行光管10接收所述量子通讯终端20发出的待测偏振光束81并对所述待测偏振光束81进行反射汇聚，形成汇聚偏振光束82，其中，所述反射式平行光管10包括相对设置的主镜11和次镜12，所述待测偏振光束81入射到所述主镜11的表面并反射汇聚，所述汇聚偏振光束82以避开所述次镜12的路径传播；然后可以利用所述检偏器30对所述汇聚偏振光束30进行检偏，并且所述检偏器30根据设定偏振方向输出所述汇聚偏振光束82中的偏振分量光束；接着可以利用所述光强度检测器60检测所述偏振分量光束的光强度，并可以通过调整所述检偏器30的检偏角度，所述光强度检测器60能够检测获得所述偏振分量光束的最大光强度值和最小光强度值；之后可以利用所述计算单元计算所述待测偏振光束的消光比，所述消光比为所述偏振分量光束的最大光强度值和最小光强度值的比值。利用本实施例的检测方法对所述待测偏振光束81进行检测的过程中，待测偏振光束81转换形成的汇聚偏振光束82以避开所述次镜12的路径传播，可以避免次镜12引起待测偏振光束81相位延迟的问题，即可以避免次镜12对待测偏振光束81的偏振性能的影响，提高待测偏振光束81消光比的检测准确度，有助于准确评估待测偏振光束81的偏振性能，进而可以准确评估量子通信终端20出射光束的偏振态的保持能力。而且，使用本实施例的检测方法对所述待测偏振光束81进行检测时，还是可以使用反射式平行光管且不需要进行结构改造即可避开次镜，检测所需成本低廉。

需要说明的是，本说明书中实施例采用递进的方式描述，在后描述的偏振光性能的检测方法重点说明的都是与在前描述的偏振光性能的检测装置的不同之处，各个部分之间的相同和相似之处互相参见即可。对于实施例公开的检测方法而言，由于与实施例公开的检测装置相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见检测装置部分的说明即可。

还应当理解的是，除非特别说明或者指出，否则说明书中的术语“第一”、“第二”、“第三”等描述仅仅用于区分说明书中的各个组件、元素、步骤等，而不是用于表示各个组件、元素、步骤之间的逻辑关系或者顺序关系等。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明权利范围的任何限定，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种偏振光性能的检测方法，其特征在于，包括：

利用反射式平行光管接收一待测偏振光束并对所述待测偏振光束进行反射汇聚，形成汇聚偏振光束，其中，所述反射式平行光管包括相对设置的主镜和次镜，所述待测偏振光束入射到所述主镜的表面并反射汇聚，且所述待测偏振光束入射所述主镜表面的入射方向与所述主镜的中心轴不平行，使得所述汇聚偏振光束以避开所述次镜的路径传播；

对所述汇聚偏振光束进行检偏，并根据设定偏振方向输出所述汇聚偏振光束中的偏振分量光束；

检测所述偏振分量光束的光强度，并通过调整检偏角度检测所述偏振分量光束的最大光强度值和最小光强度值；以及

计算所述待测偏振光束的消光比，所述消光比为所述偏振分量光束的最大光强度值和最小光强度值的比值。

2.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述待测偏振光束与所述主镜的中心轴具有大于零的设定倾斜角，以使得所述汇聚偏振光束以避开所述次镜的路径传播。

3.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述待测偏振光束为45°线偏振光束或-45°线偏振光束。

4.如权利要求3所述的检测方法，其特征在于，利用所述反射式平行光管接收所述待测偏振光束的步骤中，使所述待测偏振光束的入瞳矢量方向与所述待测偏振光束的偏振方向水平或正交。

5.如权利要求4所述的检测方法，其特征在于，所述主镜具有与所述次镜正相对的中心区域；利用所述反射式平行光管接收所述待测偏振光束的步骤中，所述待测偏振光束在所述主镜表面所形成的第二光斑的边界与所述主镜的中心区域边界相切。

6.一种偏振光性能的检测装置，其特征在于，包括：

量子通信终端，用于发出待测偏振光束；

反射式平行光管，用于接收所述待测偏振光束并反射汇聚，形成汇聚偏振光束，其中，所述反射式平行光管包括相对设置的主镜和次镜，所述待测偏振光束入射到所述主镜的表面并反射汇聚，且所述待测偏振光束入射所述主镜表面的入射方向与所述主镜的中心轴不平行，使得所述汇聚偏振光束以避开所述次镜的路径传播；

检偏器，用于接收所述汇聚偏振光束，并根据设定偏振方向输出所述汇聚偏振光束中的偏振分量光束，所述检偏器可旋转；以及

光强检测器，用于接收所述偏振分量光束，并检测所述偏振分量光束的光强度，其中，所述光强度检测器在所述检偏器的不同旋转角度下检测所述偏振分量光束的最大光强度值和最小光强度值；以及

计算单元，用于计算所述待测偏振光束的消光比，所述消光比为所述偏振分量光束的最大光强度值和最小光强度值的比值。

7.如权利要求6所述的检测装置，其特征在于，所述检测装置还包括：

信标光发射单元，用于发出具有设定发散角的发散信标光，所述发散信标光被所述反射式平行光管的主镜反射而转换为平行信标光；

其中，至少部分所述平行信标光被所述量子通信终端接收并汇聚形成第一光斑，所述量子通信终端还利用所述第一光斑进行对准校正，使得所述待测偏振光束经所述反射式平行光管反射、所述检偏器检偏后，所述偏振分量光束在所述光强度检测器处成像。

8.如权利要求7所述的检测装置，其特征在于，所述检测装置还包括：

分光棱镜，设置在所述检偏器和所述光强检测器之间，所述分光棱镜用于接收所述偏振分量光束并将所述偏振分量光束反射到所述光强度检测器；

其中，所述发散信标光为非偏振光，所述发散信标光从所述信标光发射单元发出后，经所述分光棱镜和所述检偏器后，投射到所述主镜表面。

9.如权利要求8所述的检测装置，其特征在于，所述检测装置还包括：

滤光片，设置在所述分光棱镜和所述光强度检测器之间，所述滤光片用于对所述分光棱镜反射出的光进行滤光处理，仅允许待测波段的光束透过。

10.如权利要求6至9任意一项所述的检测装置，其特征在于，所述检偏器包括偏振片、波片、偏振棱镜或偏振分束镜。

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