[發明專利]一種用于量子通信的光偏振態測量和控制系統

有效

• 申請號: 201710069824.8
• 申請日: 2017-02-08
• 公開（公告）號: CN108398188B
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發明（設計）人: 劉仁德;劉建宏;王立偉;許穆嵐
• 申請（專利權）人: 科大國盾量子技術股份有限公司
• 主分類號: G01J4/00
• 分類號: G01J4/00
• 代理公司: 北京市中聯創和知識產權代理有限公司 11364
• 代理人: 王影

1.一種用于量子通信的光偏振態測量和控制系統，其包括偏振控制器、分振幅測量模塊和控制模塊，其中，

所述偏振控制器在待測光的傳播方向上設置在所述分振幅測量模塊之前，用于對所述待測光的偏振態進行補償控制；

所述分振幅測量模塊被配置成將一路所述待測光擴展為四路光信號并同時接收和處理所述四路光信號，以相應輸出四路光強信號；

所述控制模塊被配置成根據所述分振幅測量模塊基于所述待測光輸出的所述四路光強信號計算所述待測光的斯托克斯矢量的S₁、S₂和S₃分量中的第一分量和第二分量的唯一正確數值，以及第三分量的兩個可能數值；其特征在于，

所述控制模塊被進一步配置成：

控制所述偏振控制器在所述待測光上施加預定的偏振補償以改變所述待測光的偏振態，以及根據所述分振幅測量模塊基于經偏振補償的所述待測光輸出的四路光強信號從所述第三分量的兩個可能數值中確定唯一正確數值，從而確定所述待測光的斯托克斯矢量；

對應于所述第三分量的兩個可能數值，在以所述S₁、S₂和S₃分量為笛卡爾坐標系的邦加球上，確定與所述經預定偏振補償的待測光的偏振態對應的兩個可能點；以及計算所述兩個可能點所表示的所述第一和第二分量的數值；

根據所述分振幅測量模塊基于所述經預定偏振補償的待測光輸出的四路光強信號計算所述經預定偏振補償的待測光的所述第一和第二分量的數值，并且將其分別與所述兩個可能點所表示的所述第一和第二分量的數值進行比較；

根據由所述分振幅測量模塊輸出的光強信號計算出的所述經預定偏振補償的待測光的所述第一和第二分量的數值與所述兩個可能點所表示的所述第一和第二分量的數值之間的一致性，確定所述第三分量的兩個可能數值中的所述唯一正確數值。

2.如權利要求1所述的光偏振態測量和控制系統，其中，所述偏振控制器為擠壓式光纖偏振控制器。

3.如權利要求1所述的光偏振態測量和控制系統，其中，所述分振幅測量模塊包括一個分束器、兩個偏振分束器、一個半波片及四個光電探測器。

4.如權利要求3所述的光偏振態測量和控制系統，其中，在所述分振幅測量模塊中，所述待測光經所述分束器分束成兩路光信號，經所述分束器分束而成的所述兩路光信號中的一路經所述兩個偏振分束器之一被分束成兩路光信號以分別進入所述四個光電探測器中的兩個；經所述分束器分束而成的所述兩路光信號中的另一路通過所述半波片后經所述兩個偏振分束器中的另一個被分束成兩路光信號以分別進入所述四個光電探測器中的另外兩個。

5.如權利要求4所述的光偏振態測量和控制系統，其中，所述半波片相對于所述待測光的傳播方向呈22.5°角放置。

6.如權利要求3所述的光偏振態測量和控制系統，其中，所述分束器為1:1的分束器。

7.如權利要求2所述的光偏振態測量和控制系統，其中，所述控制模塊控制在所述擠壓式光纖偏振控制器上施加半波電壓，以在所述待測光上施加所述預定的偏振補償。