[發明專利]一種往返式的高斯調制量子光信號產生裝置及方法

有效

• 申請號: 201910762205.6
• 申請日: 2019-08-19
• 公開（公告）號: CN110752884B
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發明（設計）人: 徐兵杰;王恒;李揚;黃偉;劉金璐;樊礬
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第三十研究所
• 主分類號: H04B10/70
• 分類號: H04B10/70;H04B10/61;H04B10/524;H04B10/54;H04B10/556
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 鄧世燕

1.一種往返式的高斯調制量子光信號產生裝置，其特征在于：包括可調光衰減器、相位調制器、光纖環形結構、第一隨機數電信號產生模塊和第二隨機數電信號產生模塊，其中：所述光纖環形結構由偏振分束器、強度調制器和90°偏振旋轉模塊構成，包括由偏振分束器、強度調制器、90°偏振旋轉模塊、偏振分束器依次連接形成的回路，以及由偏振分束器、90°偏振旋轉模塊、強度調制器、偏振分束器依次連接形成的回路；所述可調光衰減器、相位調制器和光纖環形結構依次連接，所述第一隨機數電信號產生模塊和第二隨機數電信號產生模塊分別電連接到相位調制器和強度調制器的射頻電極上，其中：所述第一隨機數電信號產生模塊輸出均勻分布隨機數電壓加載在相位調制器的射頻電極上對光脈沖信號的相位進行調制，所述第二隨機數電信號產生模塊輸出瑞利分布隨機數反正/余弦電壓加載在強度調制器的射頻電極上對光脈沖信號的幅度進行調制。

2.根據權利要求1所述的一種往返式的高斯調制量子光信號產生裝置，其特征在于：所述相位調制器輸出均勻分布調制光信號進入偏振分束器。

3.根據權利要求2所述的一種往返式的高斯調制量子光信號產生裝置，其特征在于：所述偏振分束器將相位調制器輸出的均勻分布調制光信號分為兩路偏振方向相互垂直的光脈沖信號，其中：偏振方向垂直的一路光脈沖信號經過強度調制器形成高斯調制光信號，然后通過90°偏振旋轉模塊后偏振方向變為水平方向；偏振方向水平的另一路光脈沖信號經過90°偏振旋轉模塊后偏振方向變為垂直方向，然后再經過強度調制器形成偏振方向垂直的高斯調制光信號。

4.根據權利要求3所述的一種往返式的高斯調制量子光信號產生裝置，其特征在于：所述偏振分束器將返回的偏振方向相互垂直的兩路高斯調制光信號合束，形成與入射光脈沖偏振方向垂直的高斯調制光信號，然后經過可調光衰減器形成高斯調制量子光信號。

5.一種往返式的高斯調制量子光信號產生方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟一、搭建往返式的高斯調制量子光信號產生裝置：

將偏振分束器、強度調制器和90°偏振旋轉模塊構成一個光纖環形結構，包括由偏振分束器、強度調制器、90°偏振旋轉模塊、偏振分束器依次連接形成的回路，以及由偏振分束器、90°偏振旋轉模塊、強度調制器、偏振分束器依次連接形成的回路；將可調光衰減器、相位調制器和光纖環形結構依次連接，將第一隨機數電信號產生模塊和第二隨機數電信號產生模塊分別電連接到相位調制器和強度調制器的射頻電極上；

步驟二、第一隨機數電信號產生模塊輸出均勻分布隨機數電壓V₁加載在相位調制器的射頻電極上對光脈沖信號的相位進行調制，第二隨機數電信號產生模塊輸出瑞利分布隨機數反正/余弦電壓V₂加載在強度調制器的射頻電極上對光脈沖信號的幅度進行調制；

步驟三、偏振分束器將相位調制器輸出的均勻分布調制光信號分為兩路偏振方向相互垂直的光脈沖信號，其中：偏振方向垂直的一路光脈沖信號經過強度調制器形成高斯調制光信號，然后通過90°偏振旋轉模塊后偏振方向變為水平方向；偏振方向水平的另一路光脈沖信號經過90°偏振旋轉模塊后偏振方向變為垂直方向，然后再經過強度調制器形成偏振方向垂直的高斯調制光信號；

步驟四、偏振分束器將返回的偏振方向相互垂直的兩路高斯調制光信號合束，形成與入射光脈沖偏振方向垂直的高斯調制光信號，然后經過可調光衰減器形成高斯調制量子光信號。

6.根據權利要求5所述的一種往返式的高斯調制量子光信號產生方法，其特征在于：所述V₁＝U*V_π1/π，其中V_π1為相位調制器的半波電壓，U為均勻分布隨機數；所述V₂＝arcsin(R)*V_π2/π或arccos(R)*V_π2/π，其中V_π2為強度調制器的半波電壓，R為瑞利分布隨機數。