[發(fā)明專利]無需延時芯片實現(xiàn)窄脈沖激光器驅(qū)動電路實現(xiàn)方法及裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010004801.0
• 申請日: 2020-01-03
• 公開（公告）號: CN111180998A
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳柳平;萬相奎;李伍一;范永勝
• 申請（專利權(quán)）人: 國開啟科量子技術(shù)（北京）有限公司
• 主分類號: H01S5/042
• 分類號: H01S5/042
• 代理公司: 北京北新智誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11100
• 代理人: 朱麗華

本發(fā)明技術(shù)方案提供了一種無需延時芯片實現(xiàn)窄脈沖激光器驅(qū)動電路實現(xiàn)方法裝置，根據(jù)延時的時長確定延時鏈路長度，將一組差分脈沖信號中的第一差分信號和第二差分信號分別經(jīng)不同的延時通路輸出第一延時差分信號和第二延時差分信號，對第一、第二延時差分信號相與后，得到以第二延時差分信號后沿為前沿，以第一延時差分信號后沿為后沿的窄脈沖。優(yōu)點是，取消了雙通道延時芯片，采用PCB走線方式實現(xiàn)延時功能，避免了延時芯片因溫度變化而導(dǎo)致信號的脈沖寬度變化問題，通過在硬件中通過取反相與的電路生成窄脈沖，消除了信號輸入端前延抖動的影響。進(jìn)一步解決了由于延時芯片的溫度變化造成QKD系統(tǒng)中出口光強(qiáng)變化導(dǎo)致窄脈沖寬度不穩(wěn)定的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及量子通訊領(lǐng)域，尤其涉及一種無需延時芯片實現(xiàn)窄脈沖激光器驅(qū)動電路實現(xiàn)方法及裝置。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的量子通信系統(tǒng)中，單光子元采用弱相干光源技術(shù)，量子通信中弱相干光源通常采用一個高消光比的窄脈沖經(jīng)過衰減得到，因此脈沖式激光光源就成為構(gòu)建量子通信系統(tǒng)的一個重要功能模塊。

目前窄脈沖激光器在量子通信中有廣泛的應(yīng)用，實現(xiàn)窄脈沖激光器所述輸出的窄脈沖寬度是否穩(wěn)定與QKD系統(tǒng)出口處的光強(qiáng)是否穩(wěn)定有直接關(guān)系，當(dāng)窄脈沖寬度變化時光強(qiáng)隨之變化，若QKD系統(tǒng)出口處光強(qiáng)變化，則QKD系統(tǒng)的成碼率也產(chǎn)生變化，一般來說，光強(qiáng)漲落導(dǎo)致成碼率產(chǎn)生波動。

現(xiàn)有技術(shù)中，窄脈沖激光器驅(qū)動電路的實現(xiàn)過程如下，參考圖1，圖2及圖3所示：

如圖1及圖2：比較器將接收的啟動信號發(fā)送至?xí)r鐘分配器，時鐘分配器輸出相同的兩個脈沖信號(信號1和信號2)至一雙通道延時芯片，信號1和信號2的脈。雙通道延時芯片輸出延時ΔT1和ΔT2后的延時信號ΔT1和延時信號ΔT2。通過邏輯與門芯片對延時信號ΔT1和延時信號ΔT2與操作后，輸出窄脈沖。窄脈沖的前沿為延時信號ΔT2的前沿，后沿為延時信號ΔT1的后延，之后經(jīng)激光器驅(qū)動芯片和激光器處理后輸出光信號。

進(jìn)一步的，在實際實踐中，如圖1及圖3雙通道延時芯片始終存在延時抖動，兩個通道內(nèi)的延時抖動數(shù)值不同且隨機(jī)。例如，本需要信號1延時1納秒信號2延時500ps即二者時間差為500ps，由于延時抖動的存在信號1經(jīng)芯片延時后為1ns+80ps(后沿抖動)，信號2經(jīng)芯片延時后為500ps+60ps(前沿抖動)，對延延時信號ΔT1和延時信號ΔT2進(jìn)行與操作后，導(dǎo)致輸出的窄脈沖前沿向后移動60ps，后沿向后移動80ps，窄脈沖的脈寬產(chǎn)生了變化。

由于窄脈沖的寬度產(chǎn)生變化，導(dǎo)致QKD系統(tǒng)中出口光強(qiáng)的變化，使得QKD系統(tǒng)的成碼率不穩(wěn)定。

而且，由于雙通道延時芯片采用延時鏈工藝設(shè)計，延時鏈由溫度敏感性元器件構(gòu)成，所以受到溫度影響后其延時值變化較大導(dǎo)致其輸出脈沖寬度不穩(wěn)定。窄脈沖驅(qū)動信號是雙通道時延芯片輸出的兩個時延信號相與后的結(jié)果，其脈沖寬度受到信號的前沿、后沿抖動影響，進(jìn)一步導(dǎo)致其輸出脈沖寬度不穩(wěn)定。

具體的，溫度對脈沖寬度的影響是：溫度上升，窄脈沖寬度展寬；溫度下降，窄脈沖寬度降低。