CN216959875U - 用于量子通信系统的调谐装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供用于量子通信系统的调谐装置，所述调谐装置包括：光源，设置在量子通信系统的发射端中的不等臂干涉仪的输入端，用于输出光脉冲；单光子探测器，设置在量子通信系统的接收端中的不等臂干涉仪的输出端，用于探测来自光脉冲的单光子计数；光纤移相器，设置在量子通信系统的接收端中的不等臂干涉仪的长臂上，用于调谐施加到长臂上的相位调制电压，直到探测到的单光子计数达到最大为止；半导体制冷器，设置在量子通信系统的接收端中的不等臂干涉仪的短臂上，用于在相位调制电压达到极限值时向短臂施加温度扰动。本实用新型能够确保量子通信系统的发射端和接收端中的不等臂干涉仪的两臂之间的光程差随着周围环境的变化而保持一致。
Description
技术领域
本实用新型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，基于相位编码和时间相位编码的量子通信系统均需要使用不等臂干涉仪进行编解码。通常，为了防止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，必须使得发射端中的不等臂干涉仪的两臂之间的光程差与接收端中的不等臂干涉仪的两臂之间的光程差保持一致，才能确保量子通信系统获得期望的最佳干涉效果。然而，随着周围环境（诸如，温度、振动等）的变化，发射端和接收端中的不等臂干涉仪的两臂之间的光程差会发生不同的变化，使得二者的光程差很难始终保持一致。这会降低量子通信系统中的不等臂干涉仪的干涉效果的稳定性，进而降低量子通信系统的成码率。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供用于量子通信系统的调谐装置。
根据本实用新型的一方面，提供一种用于量子通信系统的调谐装置，所述调谐装置包括：光源，设置在所述量子通信系统的发射端中的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；光纤移相器，设置在所述量子通信系统的接收端中的不等臂干涉仪的长臂上，用于调谐施加到所述长臂上的相位调制电压，直到探测到的单光子计数达到最大为止；以及半导体制冷器，设置在所述量子通信系统的接收端中的不等臂干涉仪的短臂上，用于在所述相位调制电压达到极限值时向所述短臂施加温度扰动。
优选地，所述量子通信系统为基于相位编码或时间相位编码的量子密钥分发系统。
根据本实用新型的另一方面，提供一种用于量子通信系统的调谐装置，所述调谐装置包括：光源，设置在所述量子通信系统的发射端中的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；光纤移相器，设置在所述量子通信系统的发射端中的不等臂干涉仪的长臂上，用于调谐施加到所述长臂上的相位调制电压，直到探测到的单光子计数达到最大为止；以及半导体制冷器，设置在所述量子通信系统的发射端中的不等臂干涉仪的短臂上，用于在所述相位调制电压达到极限值时向所述短臂施加温度扰动。
优选地，所述量子通信系统为基于相位编码或时间相位编码的量子密钥分发系统。
根据本实用新型的另一方面，提供一种用于量子通信系统的调谐装置，所述调谐装置包括：光源，设置在所述量子通信系统的发射端中的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；光纤移相器，设置在所述量子通信系统的接收端中的不等臂干涉仪的长臂上，用于调谐施加到所述长臂上的相位调制电压，直到探测到的单光子计数达到最大为止；以及半导体制冷器，设置在所述量子通信系统的发射端中的不等臂干涉仪的短臂上，用于在所述相位调制电压达到极限值时向所述短臂施加温度扰动。
优选地，所述量子通信系统为基于相位编码或时间相位编码的量子密钥分发系统。
根据本实用新型的另一方面，提供一种用于量子通信系统的调谐装置，所述调谐装置包括：
光源，设置在所述量子通信系统的发射端中的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；光纤移相器，设置在所述量子通信系统的发射端中的不等臂干涉仪的长臂上，用于调谐施加到所述长臂上的相位调制电压，直到探测到的单光子计数达到最大为止；以及半导体制冷器，设置在所述量子通信系统的接收端中的不等臂干涉仪的短臂上，用于在所述相位调制电压达到极限值时向所述短臂施加温度扰动。
优选地，所述量子通信系统为基于相位编码或时间相位编码的量子密钥分发系统。
本实用新型所提供的用于量子通信系统的调谐装置不仅能够确保量子通信系统（特别是，基于相位编码和时间相位编码的量子密钥分发系统）的发射端和接收端中的不等臂干涉仪的两臂之间的光程差随着周围环境的变化而保持一致，而且还能够提升量子通信系统中的不等臂干涉仪的干涉效果的稳定性，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，本实用新型的上述目的和特点将会变得更加清楚。
图1示出了本实用新型的用于量子通信系统的调谐装置的示意图。
图2示出了本实用新型的用于量子通信系统的调谐装置的另一示意图。
图3示出了本实用新型的用于量子通信系统的调谐装置的另一示意图。
图4示出了本实用新型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
下面，将参照附图来详细说明本实用新型的实施例。
图1示出了本实用新型的用于量子通信系统的调谐装置的示意图。
参照图1，本实用新型的用于量子通信系统的调谐装置可包括图1所示的光源Laser、单光子探测器SPD、光纤移相器FPS和半导体制冷器TEC。
在图1示出的调谐装置中，光源Laser可设置在量子通信系统的发射端Transmitter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可设置在量子通信系统的接收端Receiver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。光纤移相器FPS可设置在量子通信系统的接收端Receiver中的不等臂干涉仪M-Z2的长臂L3上，用于调谐施加到长臂L3上的相位调制电压，直到探测到的单光子计数达到最大为止。这样可使得发射端和接收端中的不等臂干涉仪的两臂之间的光程差随着周围环境的变化而保持一致。半导体制冷器TEC可设置在量子通信系统的接收端Receiver中的不等臂干涉仪M-Z2的短臂L4上，用于在相位调制电压达到极限值（诸如，相位调制电压的最大值）时向短臂L4施加温度扰动（即，对短臂L4进行制热或制冷，例如，使温度从10℃上升至10.1℃，或者，使温度从10℃下降至9.9℃）。这种温度干扰可使得光纤移相器FPS在朝着与极限值相反的方向（诸如，相位调制电压的最小值）调节相位调制电压，以避免由于相位调制电压的调节量超过光纤移相器FPS的电压调制范围而导致量子通信系统运行的中断（诸如，系统重新启动），确保量子通信系统的成码率更加高效、稳定和可靠。
在示例中，图1示出的调谐装置可适用于基于相位编码的量子密钥分发系统，也可适用于基于时间相位编码的量子密钥分发系统。
图2示出了本实用新型的用于量子通信系统的调谐装置的另一示意图。
参照图2，本实用新型的用于量子通信系统的调谐装置可包括图2所示的光源Laser、单光子探测器SPD、光纤移相器FPS和半导体制冷器TEC。
在图2示出的调谐装置中，光源Laser可设置在量子通信系统的发射端Transmitter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可设置在量子通信系统的接收端Receiver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。光纤移相器FPS可设置在量子通信系统的发射端Transmitter中的不等臂干涉仪M-Z1的长臂L1上，用于调谐施加到长臂L1上的相位调制电压，直到探测到的单光子计数达到最大为止。这样同样可使得发射端和接收端中的不等臂干涉仪的两臂之间的光程差随着周围环境的变化而保持一致。半导体制冷器TEC可设置在量子通信系统的发射端Transmitter中的不等臂干涉仪M-Z1的短臂L2上，用于在相位调制电压达到极限值时向短臂L2施加温度扰动。这种温度干扰同样可使得光纤移相器FPS在朝着与极限值相反的方向调节相位调制电压，以避免由于相位调制电压的调节量超过光纤移相器FPS的电压调制范围而导致量子通信系统运行的中断，确保量子通信系统的成码率更加高效、稳定和可靠。
在示例中，图2示出的调谐装置可适用于基于相位编码的量子密钥分发系统，也可适用于基于时间相位编码的量子密钥分发系统。
图3示出了本实用新型的用于量子通信系统的调谐装置的另一示意图。
参照图3，本实用新型的用于量子通信系统的调谐装置可包括图3所示的光源Laser、单光子探测器SPD、光纤移相器FPS和半导体制冷器TEC。
在图3示出的调谐装置中，光源Laser可设置在量子通信系统的发射端Transmitter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APD可设置在量子通信系统的接收端Receiver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。光纤移相器FPS可设置在量子通信系统的接收端Receiver中的不等臂干涉仪M-Z2的长臂L3上，用于调谐施加到长臂L3上的相位调制电压，直到探测到的单光子计数达到最大为止。这样同样可使得发射端和接收端中的不等臂干涉仪的两臂之间的光程差随着周围环境的变化而保持一致。半导体制冷器TEC可设置在量子通信系统的发射端Transmitter中的不等臂干涉仪M-Z1的短臂L2上，用于在相位调制电压达到极限值时向短臂L2施加温度扰动。这种温度干扰同样可使得光纤移相器FPS在朝着与极限值相反的方向调节相位调制电压，以避免由于相位调制电压的调节量超过光纤移相器FPS的电压调制范围而导致量子通信系统运行的中断，确保量子通信系统的成码率更加高效、稳定和可靠。
在示例中，图3示出的调谐装置可适用于基于相位编码的量子密钥分发系统，也可适用于基于时间相位编码的量子密钥分发系统。
图4示出了本实用新型的用于量子通信系统的调谐装置的另一示意图。
参照图4，本实用新型的用于量子通信系统的调谐装置可包括图4所示的光源Laser、单光子探测器SPD、光纤移相器FPS和半导体制冷器TEC。
在图4示出的调谐装置中，光源Laser可设置在量子通信系统的发射端Transmitter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可设置在量子通信系统的接收端Receiver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。光纤移相器FPS可设置在量子通信系统的发射端Transmitter中的不等臂干涉仪M-Z1的长臂L1上，用于调谐施加到长臂L1上的相位调制电压，直到探测到的单光子计数达到最大为止。这样同样可使得发射端和接收端中的不等臂干涉仪的两臂之间的光程差随着周围环境的变化而保持一致。半导体制冷器TEC可设置在量子通信系统的接收端Receiver中的不等臂干涉仪M-Z2的短臂L4上，用于在相位调制电压达到极限值时向短臂L4施加温度扰动。这种温度干扰同样可使得光纤移相器FPS在朝着与极限值相反的方向调节相位调制电压，以避免由于相位调制电压的调节量超过光纤移相器FPS的电压调制范围而导致量子通信系统运行的中断，确保量子通信系统的成码率更加高效、稳定和可靠。
在示例中，图4示出的调谐装置可适用于基于相位编码的量子密钥分发系统，也可适用于基于时间相位编码的量子密钥分发系统。
可以看出，本实用新型所提供的用于量子通信系统的调谐装置不仅能够确保量子通信系统（特别是，基于相位编码和时间相位编码的量子密钥分发系统）的发射端和接收端中的不等臂干涉仪的两臂之间的光程差随着周围环境的变化而保持一致，而且还能够提升量子通信系统中的不等臂干涉仪的干涉效果的稳定性，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 (8)
1.一种用于量子通信系统的调谐装置，其特征在于，所述调谐装置包括：
光源，设置在所述量子通信系统的发射端中的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；
光纤移相器，设置在所述量子通信系统的接收端中的不等臂干涉仪的长臂上，用于调谐施加到所述长臂上的相位调制电压，直到探测到的单光子计数达到最大为止；以及
半导体制冷器，设置在所述量子通信系统的接收端中的不等臂干涉仪的短臂上，用于在所述相位调制电压达到极限值时向所述短臂施加温度扰动。
2.根据权利要求1所述的调谐装置，其特征在于，所述量子通信系统为基于相位编码或时间相位编码的量子密钥分发系统。
3.一种用于量子通信系统的调谐装置，其特征在于，所述调谐装置包括：
光源，设置在所述量子通信系统的发射端中的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；
光纤移相器，设置在所述量子通信系统的发射端中的不等臂干涉仪的长臂上，用于调谐施加到所述长臂上的相位调制电压，直到探测到的单光子计数达到最大为止；以及
半导体制冷器，设置在所述量子通信系统的发射端中的不等臂干涉仪的短臂上，用于在所述相位调制电压达到极限值时向所述短臂施加温度扰动。
4.根据权利要求3所述的调谐装置，其特征在于，所述量子通信系统为基于相位编码或时间相位编码的量子密钥分发系统。
5.一种用于量子通信系统的调谐装置，其特征在于，所述调谐装置包括：
光源，设置在所述量子通信系统的发射端中的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；
光纤移相器，设置在所述量子通信系统的接收端中的不等臂干涉仪的长臂上，用于调谐施加到所述长臂上的相位调制电压，直到探测到的单光子计数达到最大为止；以及
半导体制冷器，设置在所述量子通信系统的发射端中的不等臂干涉仪的短臂上，用于在所述相位调制电压达到极限值时向所述短臂施加温度扰动。
6.根据权利要求5所述的调谐装置，其特征在于，所述量子通信系统为基于相位编码或时间相位编码的量子密钥分发系统。
7.一种用于量子通信系统的调谐装置，其特征在于，所述调谐装置包括：
光源，设置在所述量子通信系统的发射端中的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；
光纤移相器，设置在所述量子通信系统的发射端中的不等臂干涉仪的长臂上，用于调谐施加到所述长臂上的相位调制电压，直到探测到的单光子计数达到最大为止；以及
半导体制冷器，设置在所述量子通信系统的接收端中的不等臂干涉仪的短臂上，用于在所述相位调制电压达到极限值时向所述短臂施加温度扰动。
8.根据权利要求7所述的调谐装置，其特征在于，所述量子通信系统为基于相位编码或时间相位编码的量子密钥分发系统。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN115065419A (zh) * | 2022-08-05 | 2022-09-16 | 国开启科量子技术(北京)有限公司 | 用于量子通信系统的门控信号调谐方法和装置 |
| CN116094612A (zh) * | 2023-04-10 | 2023-05-09 | 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 |
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