CN116112095A - 用于量子通信系统的调谐装置 - Google Patents
用于量子通信系统的调谐装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116112095A CN116112095A CN202310374938.9A CN202310374938A CN116112095A CN 116112095 A CN116112095 A CN 116112095A CN 202310374938 A CN202310374938 A CN 202310374938A CN 116112095 A CN116112095 A CN 116112095A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- arm
- interferometer
- unequal
- optical path
- right angle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/70—Photonic quantum communication
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L9/00—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols
- H04L9/08—Key distribution or management, e.g. generation, sharing or updating, of cryptographic keys or passwords
- H04L9/0816—Key establishment, i.e. cryptographic processes or cryptographic protocols whereby a shared secret becomes available to two or more parties, for subsequent use
- H04L9/0852—Quantum cryptography
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L9/00—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols
- H04L9/08—Key distribution or management, e.g. generation, sharing or updating, of cryptographic keys or passwords
- H04L9/0816—Key establishment, i.e. cryptographic processes or cryptographic protocols whereby a shared secret becomes available to two or more parties, for subsequent use
- H04L9/0852—Quantum cryptography
- H04L9/0858—Details about key distillation or coding, e.g. reconciliation, error correction, privacy amplification, polarisation coding or phase coding
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
- Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
- Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Computer Security & Cryptography (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Abstract
本发明提供用于量子通信系统的调谐装置,所述装置包括:光源,设置在发射端中的第一不等臂干涉仪的输入端,用于输出光脉冲;单光子探测器,设置在接收端中的第二不等臂干涉仪的输出端,用于探测单光子计数;斜面相对布置的两个直角棱镜,设置在第二不等臂干涉仪的短臂的光路上,用于改变短臂中的光程;控制器,被配置为响应于探测到的单光子计数未达到干涉阈值而驱动两个直角棱镜分别沿着垂直于短臂的光路的方向相向移动或者背向移动,以通过所述移动在两个直角棱镜中产生的光程变化来补偿第一不等臂干涉仪的长臂和短臂之间的光程差与第二不等臂干涉仪的长臂和短臂之间的光程差之间的差值。本发明使得量子通信系统的成码率更加高效、稳定和可靠。
Description
技术领域
本发明涉及量子通信技术领域,尤其涉及用于量子通信系统的调谐装置。
背景技术
目前,在量子通信系统(诸如,量子密钥分发系统)中主要采用偏振编码、相位编码和时间相位编码三种编码方式,其中,相位编码和时间相位编码均需要使用不等臂干涉仪进行编码和解码。然而,不等臂干涉仪的干涉效果很容易受到周围环境(诸如,温度、振动等)的影响而变差,这会导致量子通信系统的错误率增加,进而使得量子通信系统的成码率显著降低。
因此,提升不等臂干涉仪对周围环境的适应性以确保不等臂干涉仪的干涉效果的稳定性成为亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供用于量子通信系统的调谐装置。
根据本发明的一方面,提供了一种用于量子通信系统的调谐装置,所述装置包括:光源,设置在所述量子通信系统的发射端中的第一不等臂干涉仪的输入端,用于输出光脉冲;单光子探测器,设置在所述量子通信系统的接收端中的第二不等臂干涉仪的输出端,用于探测来自所述光脉冲的单光子计数;斜面相对布置的两个直角棱镜,设置在所述量子通信系统的接收端中的第二不等臂干涉仪的短臂的光路上,用于改变所述短臂中的光程;
控制器,被配置为响应于探测到的单光子计数未达到干涉阈值而驱动所述两个直角棱镜分别沿着垂直于所述短臂的光路的方向相向移动或者分别沿着垂直于所述短臂的光路的方向背向移动,以通过所述移动在所述两个直角棱镜中针对所述短臂产生的光程的变化量来补偿所述第一不等臂干涉仪的长臂和短臂之间的光程差与所述第二不等臂干涉仪的长臂和短臂之间的光程差之间的差值,直到探测到的单光子计数达到干涉阈值为止。
根据本发明的一个实施例,所述光脉冲沿着所述短臂从所述两个直角棱镜中的一个直角棱镜的直角面垂直入射,经由所述两个直角棱镜中的另一直角棱镜的直角面垂直射出。
根据本发明的一个实施例,所述第一不等臂干涉仪为空间干涉仪和光纤干涉仪中的一者,所述第二不等臂干涉仪为空间干涉仪。
根据本发明的一个实施例,所述量子通信系统的编码方式基于相位编码和时间相位编码中的一者。
根据本发明的另一方面,还提供了一种用于量子通信系统的调谐装置,所述装置包括:光源,设置在所述量子通信系统的发射端中的第一不等臂干涉仪的输入端,用于输出光脉冲;单光子探测器,设置在所述量子通信系统的接收端中的第二不等臂干涉仪的输出端,用于探测来自所述光脉冲的单光子计数;斜面相对布置的两个直角棱镜,设置在所述量子通信系统的接收端中的第二不等臂干涉仪的长臂的光路上,用于改变所述长臂中的光程;控制器,被配置为响应于探测到的单光子计数未达到干涉阈值而驱动所述两个直角棱镜分别沿着垂直于所述长臂的光路的方向相向移动或者分别沿着垂直于所述长臂的光路的方向背向移动,以通过所述移动在所述两个直角棱镜中针对所述长臂产生的光程的变化量来补偿所述第一不等臂干涉仪的长臂和短臂之间的光程差与所述第二不等臂干涉仪的长臂和短臂之间的光程差之间的差值,直到探测到的单光子计数达到干涉阈值为止。
根据本发明的一个实施例,所述光脉冲沿着所述长臂从所述两个直角棱镜中的一个直角棱镜的直角面垂直入射,经由所述两个直角棱镜中的另一直角棱镜的直角面垂直射出。
根据本发明的一个实施例,所述第一不等臂干涉仪为空间干涉仪和光纤干涉仪中的一者,所述第二不等臂干涉仪为空间干涉仪。
根据本发明的一个实施例,所述量子通信系统的编码方式基于相位编码和时间相位编码中的一者。
根据本发明的另一方面,还提供了一种用于量子通信系统的调谐装置,所述装置包括:光源,设置在所述量子通信系统的发射端中的第一不等臂干涉仪的输入端,用于输出光脉冲;单光子探测器,设置在所述量子通信系统的接收端中的第二不等臂干涉仪的输出端,用于探测来自所述光脉冲的单光子计数;斜面相对布置的两个直角棱镜,设置在所述量子通信系统的发射端中的第一不等臂干涉仪的短臂的光路上,用于改变所述短臂中的光程;控制器,被配置为响应于探测到的单光子计数未达到干涉阈值而驱动所述两个直角棱镜分别沿着垂直于所述短臂的光路的方向相向移动或者分别沿着垂直于所述短臂的光路的方向背向移动,以通过所述移动在所述两个直角棱镜中针对所述短臂产生的光程的变化量来补偿所述第一不等臂干涉仪的长臂和短臂之间的光程差与所述第二不等臂干涉仪的长臂和短臂之间的光程差之间的差值,直到探测到的单光子计数达到干涉阈值为止。
根据本发明的一个实施例,所述光脉冲沿着所述短臂从所述两个直角棱镜中的一个直角棱镜的直角面垂直入射,经由所述两个直角棱镜中的另一直角棱镜的直角面垂直射出。
根据本发明的一个实施例,所述第一不等臂干涉仪为空间干涉仪,所述第二不等臂干涉仪为空间干涉仪和光纤干涉仪中的一者。
根据本发明的一个实施例,所述量子通信系统的编码方式基于相位编码和时间相位编码中的一者。
根据本发明的另一方面,还提供了一种用于量子通信系统的调谐装置,所述装置包括:光源,设置在所述量子通信系统的发射端中的第一不等臂干涉仪的输入端,用于输出光脉冲;单光子探测器,设置在所述量子通信系统的接收端中的第二不等臂干涉仪的输出端,用于探测来自所述光脉冲的单光子计数;斜面相对布置的两个直角棱镜,设置在所述量子通信系统的发射端中的第一不等臂干涉仪的长臂的光路上,用于改变所述长臂中的光程;控制器,被配置为响应于探测到的单光子计数未达到干涉阈值而驱动所述两个直角棱镜分别沿着垂直于所述长臂的光路的方向相向移动或者分别沿着垂直于所述长臂的光路的方向背向移动,以通过所述移动在所述两个直角棱镜中针对所述长臂产生的光程的变化量来补偿所述第一不等臂干涉仪的长臂和短臂之间的光程差与所述第二不等臂干涉仪的长臂和短臂之间的光程差之间的差值,直到探测到的单光子计数达到干涉阈值为止。
根据本发明的一个实施例,所述光脉冲沿着所述长臂从所述两个直角棱镜中的一个直角棱镜的直角面垂直入射,经由所述两个直角棱镜中的另一直角棱镜的直角面垂直射出。
根据本发明的一个实施例,所述第一不等臂干涉仪为空间干涉仪,所述第二不等臂干涉仪为空间干涉仪和光纤干涉仪中的一者。
根据本发明的一个实施例,所述量子通信系统的编码方式基于相位编码和时间相位编码中的一者。
本发明所提供的用于量子通信系统的调谐装置能够提升量子通信系统中的不等臂干涉仪对周围环境的适应性以确保量子通信系统中的不等臂干涉仪的干涉效果的稳定性,同时还有效地避免了由于光的色散而导致不等臂干涉仪的输出端的耦合效率降低的问题,这使得量子通信系统的成码率更加高效、稳定和可靠。
附图说明
通过下面结合附图进行的描述,本发明的上述目的和特点将会变得更加清楚。
图1示出的是根据本发明的示例性实施例的光通过两个直角棱镜的光路示意图。
图2示出的是根据本发明的示例性实施例的用于量子通信系统的调谐装置的示意图。
图3示出的是根据本发明的示例性实施例的用于量子通信系统的调谐装置的另一示意图。
图4示出的是根据本发明的示例性实施例的用于量子通信系统的调谐装置的另一示意图。
图5示出的是根据本发明的示例性实施例的用于量子通信系统的调谐装置的另一示意图。
具体实施方式
在基于相位编码和时间相位编码的量子通信系统中,发射端Alice的光学编码模块和接收端Bob的光学解码模块中均包括不等臂干涉仪。为了确保上述量子通信系统获得持续且稳定的最佳干涉效果以保证系统成码率的稳定性,必须使得包括在发射端Alice的光学编码模块中的不等臂干涉仪M-Z1的长臂L1和短臂L2之间的光程差与包括在接收端Bob的光学解码模块中的不等臂干涉仪M-Z2的长臂L3和短臂L4之间的光程差在总体上始终保持一致,才能防止上述量子通信系统因不等臂干涉仪的干涉效果变差而导致量子通信系统的误码率增加。
本发明的构思在于,通过设置在不等臂干涉仪的长臂或短臂的光路上的两个直角棱镜的相对移动或背向移动改变不等臂干涉仪的长臂或短臂中的光程来实现对不等臂干涉仪的长臂和短臂之间的光程差的微调,这种微调可使得包括在发射端中的不等臂干涉仪的长臂和短臂之间的光程差与包括在接收端中的不等臂干涉仪的长臂和短臂之间的光程差在总体上始终保持一致以保证系统成码率的稳定性。
下面,将参照附图来详细说明本发明的实施例。
参照图1,可以看出,光通过两个直角棱镜Prism1和Prism2的光程除了受到棱镜折射率的影响,还会受到两个直角棱镜的相对运动的影响。因此,在棱镜折射率一定的情况下,可通过使两个直角棱镜Prism1和Prism2相对移动或背向移动来动态地改变光通过两个直角棱镜Prism1和Prism2的光程。例如,当两个直角棱镜Prism1和Prism2相对移动时,光在两个直角棱镜Prism1和Prism2中的光程可变长;当两个直角棱镜Prism1和Prism2背向移动时,光在两个直角棱镜Prism1和Prism2中的光程可变短。
另外,从图1还可以看出,尽管垂直射入直角棱镜Prism1中的部分光发生了色散,但是被色散的部分光在射入直角棱镜Prism2中之后又被折射回原来的入射光路,这样可确保光始终沿着不等臂干涉仪的长臂或短臂传输,同时还可有效地避免由于光的色散而导致不等臂干涉仪的输出端的耦合效率降低的问题,这使得量子通信系统的成码率更加高效、稳定和可靠。
下面,将参照图2至图5来详细说明本发明的实施例。
参照图2至图5,根据本发明的示例性实施例的用于量子通信系统的调谐装置可包括光源Laser、单光子探测器SPD、斜面相对布置的两个直角棱镜Prism1和Prism2以及控制器(未示出)。
在图2示出的调谐装置中,光源Laser可设置在图2所示量子通信系统的发射端Alice中的不等臂干涉仪M-Z1的输入端,用于输出光脉冲;单光子探测器SPD可设置在图2所示量子通信系统的接收端Bob中的不等臂干涉仪M-Z2的输出端,用于探测来自光脉冲的单光子计数;斜面相对布置的直角棱镜Prism1和直角棱镜Prism2可设置在图2所示量子通信系统的接收端Bob中的不等臂干涉仪M-Z2的短臂L4的光路上,用于改变短臂L4中的光程;控制器可被配置为响应于探测到的单光子计数未达到干涉阈值而驱动两个直角棱镜Prism1和Prism2分别沿着垂直于短臂L4的光路的方向相向移动或者分别沿着垂直于短臂L4的光路的方向背向移动,以通过所述移动在两个直角棱镜Prism1和Prism2中针对短臂L4产生的光程的变化量来补偿不等臂干涉仪M-Z1的长臂L1和短臂L2之间的光程差与不等臂干涉仪M-Z2的长臂L3和短臂L4之间的光程差之间的差值,直到探测到的单光子计数达到干涉阈值为止。
另外,在图2示出的调谐装置中,不等臂干涉仪M-Z1可以是空间干涉仪或光纤干涉仪,而不等臂干涉仪M-Z2为空间干涉仪,并且光脉冲可沿着短臂L4从两个直角棱镜Prism1和Prism2中的一个直角棱镜Prism1的直角面垂直入射,经由两个直角棱镜Prism1和Prism2中的另一直角棱镜Prism2的直角面垂直射出。
在一个示例中,当不等臂干涉仪M-Z1的长臂L1和短臂L2之间的光程差随着发射端Alice周围温度的上升而变大时,控制器可通过驱动两个直角棱镜Prism1和Prism2分别沿着垂直于短臂L4的光路的方向背向移动来增大不等臂干涉仪M-Z2的长臂L3和短臂L4之间的光程差,以使得不等臂干涉仪M-Z1的长臂L1和短臂L2之间的光程差与不等臂干涉仪M-Z2的长臂L3和短臂L4之间的光程差保持一致。
在另一示例中,当不等臂干涉仪M-Z1的长臂L1和短臂L2之间的光程差随着发射端Alice周围温度的下降而变小时,控制器可通过驱动两个直角棱镜Prism1和Prism2分别沿着垂直于短臂L4的光路的方向相向移动来减小不等臂干涉仪M-Z2的长臂L3和短臂L4之间的光程差,以使得不等臂干涉仪M-Z1的长臂L1和短臂L2之间的光程差与不等臂干涉仪M-Z2的长臂L3和短臂L4之间的光程差保持一致。
可见,图2示出的调谐装置能够提升量子通信系统中的不等臂干涉仪对周围环境的适应性以确保量子通信系统中的不等臂干涉仪的干涉效果的稳定性,同时还有效地避免了由于光的色散而导致不等臂干涉仪的输出端的耦合效率降低的问题,这使得量子通信系统的成码率更加高效、稳定和可靠。
在图3示出的调谐装置中,光源Laser可设置在图3所示量子通信系统的发射端Alice中的不等臂干涉仪M-Z1的输入端,用于输出光脉冲;单光子探测器可设置在图3所示量子通信系统的接收端Bob中的不等臂干涉仪M-Z2的输出端,用于探测来自光脉冲的单光子计数;斜面相对布置的两个直角棱镜Prism1和Prism2可设置在图3所示量子通信系统的接收端Bob中的不等臂干涉仪M-Z2的长臂L3的光路上,用于改变长臂L3中的光程;控制器可被配置为响应于探测到的单光子计数未达到干涉阈值而驱动两个直角棱镜Prism1和Prism2分别沿着垂直于长臂L3的方向相向移动或者分别沿着垂直于长臂L3的光路的方向背向移动,以通过所述移动在两个直角棱镜Prism1和Prism2中针对长臂L3产生的光程的变化量来补偿不等臂干涉仪M-Z1的长臂L1和短臂L2之间的光程差与不等臂干涉仪M-Z2的长臂L3和短臂L4之间的光程差之间的差值,直到探测到的单光子计数达到干涉阈值为止。
另外,在图3示出的调谐装置中,不等臂干涉仪M-Z1可以是空间干涉仪或光纤干涉仪,而不等臂干涉仪M-Z2为空间干涉仪,并且光脉冲可沿着长臂L3从两个直角棱镜Prism1和Prism2中的一个直角棱镜Prism1的直角面垂直入射,经由两个直角棱镜Prism1和Prism2中的另一直角棱镜Prism2的直角面垂直射出。
在一个示例中,当不等臂干涉仪M-Z1的长臂L1和短臂L2之间的光程差随着发射端Alice周围温度的上升而变大时,控制器可通过驱动两个直角棱镜Prism1和Prism2分别沿着垂直于长臂L3的光路的方向相向移动来增大不等臂干涉仪M-Z2的长臂L3和短臂L4之间的光程差,以使得不等臂干涉仪M-Z1的长臂L1和短臂L2之间的光程差与不等臂干涉仪M-Z2的长臂L3和短臂L4之间的光程差保持一致。
在另一示例中,当不等臂干涉仪M-Z1的长臂L1和短臂L2之间的光程差随着发射端Alice周围温度的下降而变小时,控制器可通过驱动两个直角棱镜Prism1和Prism2分别沿着垂直于长臂L3的光路的方向背向移动来减小不等臂干涉仪M-Z2的长臂L3和短臂L4之间的光程差,以使得不等臂干涉仪M-Z1的长臂L1和短臂L2之间的光程差与不等臂干涉仪M-Z2的长臂L3和短臂L4之间的光程差保持一致。
可见,图3示出的调谐装置同样能够提升量子通信系统中的不等臂干涉仪对周围环境的适应性以确保量子通信系统中的不等臂干涉仪的干涉效果的稳定性,同时还有效地避免了由于光的色散而导致不等臂干涉仪的输出端的耦合效率降低的问题,这使得量子通信系统的成码率更加高效、稳定和可靠。
在图4示出的调谐装置中,光源Laser可设置在图4所示量子通信系统的发射端Alice中的不等臂干涉仪M-Z1的输入端,用于输出光脉冲;单光子探测器可设置在图4所示量子通信系统的接收端Bob中的不等臂干涉仪M-Z2的输出端,用于探测来自光脉冲的单光子计数;斜面相对布置的两个直角棱镜Prism1和Prism2可设置在图4所示量子通信系统的发射端Alice中的不等臂干涉仪M-Z1的短臂L2的光路上,用于改变短臂L2中的光程;控制器可被配置为响应于探测到的单光子计数未达到干涉阈值而驱动两个直角棱镜Prism1和Prism2分别沿着垂直于短臂L2的方向相向移动或者分别沿着垂直于短臂L2的光路的方向背向移动,以通过所述移动在两个直角棱镜Prism1和Prism2中针对短臂L2产生的光程的变化量来补偿不等臂干涉仪M-Z1的长臂L1和短臂L2之间的光程差与不等臂干涉仪M-Z2的长臂L3和短臂L4之间的光程差之间的差值,直到探测到的单光子计数达到干涉阈值为止。
另外,在图4示出的调谐装置中,不等臂干涉仪M-Z1为空间干涉仪,而不等臂干涉仪M-Z2可以是空间干涉仪或光纤干涉仪,并且光脉冲可沿着短臂L2从两个直角棱镜Prism1和Prism2中的一个直角棱镜Prism1的直角面垂直入射,经由两个直角棱镜Prism1和Prism2中的另一直角棱镜Prism2的直角面垂直射出。
在一个示例中,当不等臂干涉仪M-Z2的长臂L3和短臂L4之间的光程差随着接收端Bob周围温度的上升而变大时,控制器可通过驱动两个直角棱镜Prism1和Prism2分别沿着垂直于短臂L2的光路的方向背向移动来增大不等臂干涉仪M-Z1的长臂L1和短臂L2之间的光程差,以使得不等臂干涉仪M-Z1的长臂L1和短臂L2之间的光程差与不等臂干涉仪M-Z2的长臂L3和短臂L4之间的光程差保持一致。
在另一示例中,当不等臂干涉仪M-Z2的长臂L3和短臂L4之间的光程差随着接收端Bob周围温度的下降而变小时,控制器可通过驱动两个直角棱镜Prism1和Prism2分别沿着垂直于短臂L2的光路的方向相向移动来减小不等臂干涉仪M-Z1的长臂L1和短臂L2之间的光程差,以使得不等臂干涉仪M-Z1的长臂L1和短臂L2之间的光程差与不等臂干涉仪M-Z2的长臂L3和短臂L4之间的光程差保持一致。
可见,图4示出的调谐装置同样能够提升量子通信系统中的不等臂干涉仪对周围环境的适应性以确保量子通信系统中的不等臂干涉仪的干涉效果的稳定性,同时还有效地避免了由于光的色散而导致不等臂干涉仪的输出端的耦合效率降低的问题,这使得量子通信系统的成码率更加高效、稳定和可靠。
在图5示出的调谐装置中,光源Laser可设置在图5所示量子通信系统的发射端Alice中的不等臂干涉仪M-Z1的输入端,用于输出光脉冲;单光子探测器可设置在图5所示量子通信系统的接收端Bob中的不等臂干涉仪M-Z2的输出端,用于探测来自光脉冲的单光子计数;斜面相对布置的两个直角棱镜Prism1和Prism2可设置在图5所示量子通信系统的发射端Alice中的不等臂干涉仪M-Z1的长臂L1的光路上,用于改变长臂L1中的光程;控制器可被配置为响应于探测到的单光子计数未达到干涉阈值而驱动两个直角棱镜Prism1和Prism2分别沿着垂直于长臂L1的光路的方向相向移动或者分别沿着垂直于长臂L1的光路的方向背向移动,以通过所述移动在两个直角棱镜Prism1和Prism2中针对长臂L1产生的光程的变化量来补偿不等臂干涉仪M-Z1的长臂L1和短臂L2之间的光程差与不等臂干涉仪M-Z2的长臂L3和短臂L4之间的光程差之间的差值,直到探测到的单光子计数达到干涉阈值为止。
另外,在图5示出的调谐装置中,不等臂干涉仪M-Z1为空间干涉仪,而不等臂干涉仪M-Z2可以是空间干涉仪或光纤干涉仪,并且光脉冲可沿着长臂L1从两个直角棱镜Prism1和Prism2中的一个直角棱镜Prism1的直角面垂直入射,经由两个直角棱镜Prism1和Prism2中的另一直角棱镜Prism2的直角面垂直射出。
在一个示例中,当不等臂干涉仪M-Z2的长臂L3和短臂L4之间的光程差随着接收端Bob周围温度的上升而变大时,控制器可通过驱动两个直角棱镜Prism1和Prism2分别沿着垂直于长臂L1的光路的方向相向移动来增大不等臂干涉仪M-Z1的长臂L1和短臂L2之间的光程差,以使得不等臂干涉仪M-Z1的长臂L1和短臂L2之间的光程差与不等臂干涉仪M-Z2的长臂L3和短臂L4之间的光程差保持一致。
在另一示例中,当不等臂干涉仪M-Z2的长臂L3和短臂L4之间的光程差随着接收端Bob周围温度的下降而变小时,控制器可通过驱动两个直角棱镜Prism1和Prism2分别沿着垂直于长臂L1的光路的方向背向移动来减小不等臂干涉仪M-Z1的长臂L1和短臂L2之间的光程差,以使得不等臂干涉仪M-Z1的长臂L1和短臂L2之间的光程差与不等臂干涉仪M-Z2的长臂L3和短臂L4之间的光程差保持一致。
可见,图5示出的调谐装置同样能够提升量子通信系统中的不等臂干涉仪对周围环境的适应性以确保量子通信系统中的不等臂干涉仪的干涉效果的稳定性,同时还有效地避免了由于光的色散而导致不等臂干涉仪的输出端的耦合效率降低的问题,这使得量子通信系统的成码率更加高效、稳定和可靠。
尽管已参照优选实施例表示和描述了本申请,但本领域技术人员应该理解,在不脱离由权利要求限定的本申请的精神和范围的情况下,可以对这些实施例进行各种修改和变换。
Claims (16)
1.一种用于量子通信系统的调谐装置,其特征在于,包括:
光源,设置在所述量子通信系统的发射端中的第一不等臂干涉仪的输入端,用于输出光脉冲;
单光子探测器,设置在所述量子通信系统的接收端中的第二不等臂干涉仪的输出端,用于探测来自所述光脉冲的单光子计数;
斜面相对布置的两个直角棱镜,设置在所述量子通信系统的接收端中的第二不等臂干涉仪的短臂的光路上,用于改变所述短臂中的光程;
控制器,被配置为响应于探测到的单光子计数未达到干涉阈值而驱动所述两个直角棱镜分别沿着垂直于所述短臂的光路的方向相向移动或者分别沿着垂直于所述短臂的光路的方向背向移动,以通过所述移动在所述两个直角棱镜中针对所述短臂产生的光程的变化量来补偿所述第一不等臂干涉仪的长臂和短臂之间的光程差与所述第二不等臂干涉仪的长臂和短臂之间的光程差之间的差值,直到探测到的单光子计数达到干涉阈值为止。
2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述光脉冲沿着所述短臂从所述两个直角棱镜中的一个直角棱镜的直角面垂直入射,经由所述两个直角棱镜中的另一直角棱镜的直角面垂直射出。
3.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述第一不等臂干涉仪为空间干涉仪和光纤干涉仪中的一者,所述第二不等臂干涉仪为空间干涉仪。
4.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述量子通信系统的编码方式基于相位编码和时间相位编码中的一者。
5.一种用于量子通信系统的调谐装置,其特征在于,包括:
光源,设置在所述量子通信系统的发射端中的第一不等臂干涉仪的输入端,用于输出光脉冲;
单光子探测器,设置在所述量子通信系统的接收端中的第二不等臂干涉仪的输出端,用于探测来自所述光脉冲的单光子计数;
斜面相对布置的两个直角棱镜,设置在所述量子通信系统的接收端中的第二不等臂干涉仪的长臂的光路上,用于改变所述长臂中的光程;
控制器,被配置为响应于探测到的单光子计数未达到干涉阈值而驱动所述两个直角棱镜分别沿着垂直于所述长臂的光路的方向相向移动或者分别沿着垂直于所述长臂的光路的方向背向移动,以通过所述移动在所述两个直角棱镜中针对所述长臂产生的光程的变化量来补偿所述第一不等臂干涉仪的长臂和短臂之间的光程差与所述第二不等臂干涉仪的长臂和短臂之间的光程差之间的差值,直到探测到的单光子计数达到干涉阈值为止。
6.根据权利要求5所述的装置,其特征在于,所述光脉冲沿着所述长臂从所述两个直角棱镜中的一个直角棱镜的直角面垂直入射,经由所述两个直角棱镜中的另一直角棱镜的直角面垂直射出。
7.根据权利要求5所述的装置,其特征在于,所述第一不等臂干涉仪为空间干涉仪和光纤干涉仪中的一者,所述第二不等臂干涉仪为空间干涉仪。
8.根据权利要求5所述的装置,其特征在于,所述量子通信系统的编码方式基于相位编码和时间相位编码中的一者。
9.一种用于量子通信系统的调谐装置,其特征在于,包括:
光源,设置在所述量子通信系统的发射端中的第一不等臂干涉仪的输入端,用于输出光脉冲;
单光子探测器,设置在所述量子通信系统的接收端中的第二不等臂干涉仪的输出端,用于探测来自所述光脉冲的单光子计数;
斜面相对布置的两个直角棱镜,设置在所述量子通信系统的发射端中的第一不等臂干涉仪的短臂的光路上,用于改变所述短臂中的光程;
控制器,被配置为响应于探测到的单光子计数未达到干涉阈值而驱动所述两个直角棱镜分别沿着垂直于所述短臂的光路的方向相向移动或者分别沿着垂直于所述短臂的光路的方向背向移动,以通过所述移动在所述两个直角棱镜中针对所述短臂产生的光程的变化量来补偿所述第一不等臂干涉仪的长臂和短臂之间的光程差与所述第二不等臂干涉仪的长臂和短臂之间的光程差之间的差值,直到探测到的单光子计数达到干涉阈值为止。
10.根据权利要求9所述的装置,其特征在于,所述光脉冲沿着所述短臂从所述两个直角棱镜中的一个直角棱镜的直角面垂直入射,经由所述两个直角棱镜中的另一直角棱镜的直角面垂直射出。
11.根据权利要求9所述的装置,其特征在于,所述第一不等臂干涉仪为空间干涉仪,所述第二不等臂干涉仪为空间干涉仪和光纤干涉仪中的一者。
12.根据权利要求9所述的装置,其特征在于,所述量子通信系统的编码方式基于相位编码和时间相位编码中的一者。
13.一种用于量子通信系统的调谐装置,其特征在于,包括:
光源,设置在所述量子通信系统的发射端中的第一不等臂干涉仪的输入端,用于输出光脉冲;
单光子探测器,设置在所述量子通信系统的接收端中的第二不等臂干涉仪的输出端,用于探测来自所述光脉冲的单光子计数;
斜面相对布置的两个直角棱镜,设置在所述量子通信系统的发射端中的第一不等臂干涉仪的长臂的光路上,用于改变所述长臂中的光程;
控制器,被配置为响应于探测到的单光子计数未达到干涉阈值而驱动所述两个直角棱镜分别沿着垂直于所述长臂的光路的方向相向移动或者分别沿着垂直于所述长臂的光路的方向背向移动,以通过所述移动在所述两个直角棱镜中针对所述长臂产生的光程的变化量来补偿所述第一不等臂干涉仪的长臂和短臂之间的光程差与所述第二不等臂干涉仪的长臂和短臂之间的光程差之间的差值,直到探测到的单光子计数达到干涉阈值为止。
14.根据权利要求13所述的装置,其特征在于,所述光脉冲沿着所述长臂从所述两个直角棱镜中的一个直角棱镜的直角面垂直入射,经由所述两个直角棱镜中的另一直角棱镜的直角面垂直射出。
15.根据权利要求13所述的装置,其特征在于,所述第一不等臂干涉仪为空间干涉仪,所述第二不等臂干涉仪为空间干涉仪和光纤干涉仪中的一者。
16.根据权利要求13所述的装置,其特征在于,所述量子通信系统的编码方式基于相位编码和时间相位编码中的一者。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310374938.9A CN116112095B (zh) | 2023-04-10 | 2023-04-10 | 用于量子通信系统的调谐装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310374938.9A CN116112095B (zh) | 2023-04-10 | 2023-04-10 | 用于量子通信系统的调谐装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN116112095A true CN116112095A (zh) | 2023-05-12 |
CN116112095B CN116112095B (zh) | 2023-07-07 |
Family
ID=86261933
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202310374938.9A Active CN116112095B (zh) | 2023-04-10 | 2023-04-10 | 用于量子通信系统的调谐装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN116112095B (zh) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20040190725A1 (en) * | 2003-01-16 | 2004-09-30 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Quantum communication system |
CN111106932A (zh) * | 2018-10-26 | 2020-05-05 | 科大国盾量子技术股份有限公司 | 基于直波导调制器的偏振控制系统、方法及量子密钥分发系统 |
CN216959875U (zh) * | 2022-03-01 | 2022-07-12 | 国开启科量子技术(北京)有限公司 | 用于量子通信系统的调谐装置 |
CN115632707A (zh) * | 2022-12-21 | 2023-01-20 | 北京中科国光量子科技有限公司 | 一种用于自相干探测的偏振无关空间光延迟干涉仪 |
-
2023
- 2023-04-10 CN CN202310374938.9A patent/CN116112095B/zh active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20040190725A1 (en) * | 2003-01-16 | 2004-09-30 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Quantum communication system |
CN111106932A (zh) * | 2018-10-26 | 2020-05-05 | 科大国盾量子技术股份有限公司 | 基于直波导调制器的偏振控制系统、方法及量子密钥分发系统 |
CN216959875U (zh) * | 2022-03-01 | 2022-07-12 | 国开启科量子技术(北京)有限公司 | 用于量子通信系统的调谐装置 |
CN115632707A (zh) * | 2022-12-21 | 2023-01-20 | 北京中科国光量子科技有限公司 | 一种用于自相干探测的偏振无关空间光延迟干涉仪 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN116112095B (zh) | 2023-07-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9910230B2 (en) | Integrally formed coupling module | |
KR100857974B1 (ko) | 회절 전송 렌즈 및 광학 모듈 | |
US6061167A (en) | Optical isolator | |
US6842467B1 (en) | Fiber optic laser transmitter with reduced near end reflections | |
WO2018107452A1 (zh) | 自由空间通信系统中的光通信装置和方法以及发射天线 | |
US7936509B2 (en) | Wavelength locker | |
CN116112095B (zh) | 用于量子通信系统的调谐装置 | |
US20040086214A1 (en) | Optical circulator for bi-directional communication | |
CN111290089A (zh) | 一种多波长耦合光发射装置 | |
US7289737B2 (en) | Communication optical system and free-space optics communication apparatus | |
CN116094612B (zh) | 用于量子通信系统的调谐装置 | |
CN110752882A (zh) | 一种低误码率的相位编码系统及其接收端 | |
US5574809A (en) | Optical fiber type part for optical systems | |
CN219328938U (zh) | 空间干涉仪和量子通信设备 | |
CN219328939U (zh) | 空间干涉仪和量子通信设备 | |
US8818193B2 (en) | Multichannel tunable optical dispersion compensator | |
WO2021026774A1 (zh) | 一种多通道并行双向器件耦合装置 | |
JP2975725B2 (ja) | 面発光型半導体レーザ装置 | |
JP2008065111A (ja) | 偏波面回転ミラー | |
US5339373A (en) | Optical branching and coupling device | |
JP2014072804A (ja) | 光受信モジュール | |
Choe et al. | Integrated polarization beam splitter module for polarization-encoded free-space bb84 qkd | |
CN111999813B (zh) | 优化偏振相关损耗的方法 | |
KR102511471B1 (ko) | 광송수신기 | |
US8792155B2 (en) | Athermal DQPSK and/or DPSK demodulator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |