[實用新型]SIQKD系統發送方電光強度調制器偏置點的自動調節裝置

有效

• 申請號: 202020579526.0
• 申請日: 2020-04-17
• 公開（公告）號: CN211579978U
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發明（設計）人: 于波
• 申請（專利權）人: 忻州師范學院
• 主分類號: H04B10/54
• 分類號: H04B10/54;H04B10/50;H04B10/70;H04L9/08
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源;武建云

本實用新型公開了一種SIQKD系統發送方電光強度調制器偏置點的自動調節裝置，包括單頻激光器1、隔離器2、第一衰減器3、電光強度調制器4、射頻模塊5、光纖耦合器6、光電探測器7、模擬比例積分微分控制器8、聲光調制器9、信號發生器10、第二衰減器11。本實用新型利用簡單的負反饋回路實現了無擾動自動鎖定SIQKD系統發送方電光強度調制器的Quad+偏置點，具有裝置簡單、成本低廉、穩定性高等優勢，可以提高SIQKD系統的干涉可視度，進而改善系統的工作穩定性與安全性。

技術領域

本實用新型屬于量子通信領域，具體為一種SIQKD系統發送方電光強度調制器偏置點的自動調節裝置，利用負反饋回路連續調節偏置電壓實時無擾動自動鎖定電光強度調制器的Quad+偏置點。

背景技術

量子密鑰分發具有物理層面的絕對安全性，在軍事、經濟、金融等領域有重要應用。邊帶干涉量子密鑰分發(SIQKD)系統具有相位穩定性高、多通道傳輸等特點，可以和經典光纖通信網絡融合在一起，適用于實際環境的量子通信網絡。在SIQKD系統中需要使用電光強度調制器和電光相位調制器通過高頻調制產生一階邊帶進行光學干涉，其中要求發送方電光強度調制器的直流偏壓點工作在45°(Quad+)偏置點。但是在實際系統中，由于熱電效應、環境變化等影響引起電光強度調制器的偏置點發生漂移，降低了干涉可視度，導致系統誤碼率變大。利用控制算法可以鎖定電光強度調制器的Quad+偏置點，但是控制算法實現過程繁瑣且裝置復雜。利用周期性低頻擾動信號方法可以鎖定電光強度調制器的Quad+偏置點，但是低頻擾動降低了干涉可視度，從而降低了系統工作性能，不適用于SIQKD系統。

發明內容

本實用新型為了解決存在的上述問題，提出一種SIQKD系統發送方電光強度調制器偏置點的自動調節裝置，利用負反饋回路自動鎖定電光強度調制器在Quad+偏置點，可以提高SIQKD系統的干涉可視度，從而改善系統的工作穩定性與安全性，具有裝置簡單、成本低廉、穩定性高等優點。

本實用新型是采用如下技術方案實現的：

一種SIQKD系統發送方電光強度調制器偏置點的自動調節裝置，包括單頻激光器、隔離器、第一衰減器、電光強度調制器、射頻模塊、光纖耦合器、光電探測器、模擬比例積分微分控制器、聲光調制器、信號發生器、第二衰減器。

所述單頻激光器輸出線偏振單頻激光依次經過隔離器、第一衰減器、電光強度調制器后進入光纖耦合器，所述射頻模塊的輸出端與電光強度調制器的射頻端相連，所述光纖耦合器的第一輸出端與光電探測器的輸入端相連，所述光電探測器的輸出端與模擬比例積分微分控制器的輸入端相連，所述模擬比例積分微分控制器的輸出端與電光強度調制器的偏置端相連，所述光纖耦合器的第二輸出端與聲光調制器的輸入端相連，所述信號發生器的輸出端與聲光調制器的射頻端相連，所述聲光調制器的輸出端與第二衰減器輸入端相連，所述第二衰減器輸出端輸出經過相位編碼的單光子脈沖光。

利用上述裝置自動調節SIQKD系統發送方電光強度調制器偏置點的方法，如下：

單頻激光器輸出沿保偏光纖慢軸傳輸的單頻激光信號，經過隔離器后沿保偏光纖慢軸傳輸進入第一衰減器，第一衰減器降低強度避免光電探測器飽和，之后激光信號沿保偏光纖慢軸傳輸進入電光強度調制器，射頻模塊輸出固定相位高頻正弦波調制信號加載到電光強度調制器的射頻端，對輸入激光進行強度調制后產生正負一階調制邊帶，之后調制激光信號沿保偏光纖慢軸傳輸經過光纖耦合器分為兩束相等強度的輸出光，對應于Quad+偏置點(直流偏壓點工作在45°)第一束輸出光理論強度為其中I為輸入電光強度調制器的激光強度，η為光學器件(由電光強度調制器到光纖耦合器)傳輸效率，為調制深度，a為正弦波信號峰峰值，V_π為電光強度調制器半波電壓。