[发明专利]一种高速四电平量子相位调制驱动系统

说明书

本发明公开了一种高速四电平量子相位调制驱动系统，包括随机信号发生器、第一压控增益放大器、第二压控增益放大器、第一电压控制电路、第二电压控制电路、宽带电阻网络、功率放大器、Bias‑Tee电路和光学相位调制器。随机信号发生器分别与第一压控增益放大器和第二压控增益放大器连接，第一压控增益放大器和第二压控增益放大器均与宽带电阻网络连接，宽带电阻网络与功率放大器连接，功率放大器与Bias‑Tee电路连接，Bias‑Tee电路与光学相位调制器连接；本发明解决了高速方波信号放大波形失真问题、以及高电平保持平坦时间短的问题，从电子学产生四电平信号驱动PM产生四相位激光，从而减少光学器件。

技术领域

本发明属于量子激光相位调制领域，具体涉及一种高速四电平量子相位调制驱动系统。

背景技术

随着通信技术的发展，特别是在保密通信领域需求增加。在理论上具有绝对安全性的量子保密通信的优越性越来越受到重视。量子密钥分配系统的工作速率是决定其密钥生成率的重要因素，更高的密钥生成速率意味着可以为更广泛的应用提供安全保障。因此，提高量子密钥分配系统的工作速率具有重要的意义。在普通的单模光纤中，由于光纤固有存在的双折射效应会改变光子的偏振态，因此多采用相位编码方案。

如何实现量子信号的随机高速编码和解码是实现高速QKD 系统的关键技术之一。对于高速相位调制系统来说，现有技术通常采用两电平加运算放大器放大驱动光学相位调制器，再通过光学进行叠加产生四相位量子光，经典两电平模式，需要两路驱动放大，同时需要两个光学相位调制器；同时光学进行两路信号叠加，才能产生四相位量子光，因此电路复杂、体积大、成本高；因为方波信号正好是奇谐对称信号，因此通过其傅里叶正弦级数得到：1G的方波信号包含1GHz、3GHz、5GHz……频率分量；运算放大器无法提供如此宽带频率响应，所以导致信号失真，信号无法保持足够长时间的稳定，系统无法正常工作。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足提供一种高速四电平量子相位调制驱动系统，本高速四电平量子相位调制驱动系统解决了高于1Gbps高速方波信号放大波形失真问题、以及高电平保持平坦时间短的问题，从电子学产生四电平信号驱动PM产生四相位激光，从而减少光学器件。

为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：

一种高速四电平量子相位调制驱动系统，包括随机信号发生器、第一压控增益放大器、第二压控增益放大器、第一电压控制电路、第二电压控制电路、宽带电阻网络、功率放大器、Bias-Tee电路和光学相位调制器，所述随机信号发生器分别与第一压控增益放大器和第二压控增益放大器连接，所述第一压控增益放大器和第二压控增益放大器均与宽带电阻网络连接，所述宽带电阻网络与功率放大器连接，所述功率放大器与Bias-Tee电路连接，所述Bias-Tee电路与光学相位调制器连接，所述第一电压控制电路与第一压控增益放大器连接，所述第二电压控制电路与第二压控增益放大器连接；

所述随机信号发生器用于产生两路随机信号；所述第一压控增益放大器用于根据第一电压控制电路的控制电压对随机信号发生器产生的一路随机信号进行增益控制并产生一路驱动信号；所述第二压控增益放大器用于根据第二电压控制电路的控制电压对随机信号发生器产生的另一路随机信号进行增益控制并产生另一路驱动信号；所述宽带电阻网络用于接收第一压控增益放大器和第二压控增益放大器产生的驱动信号并将两路驱动信号进行叠加从而产生四电平信号；所述功率放大器用于对四电平信号进行放大从而产生用于对光学相位调制器进行驱动的四电平驱动信号；所述Bias-Tee电路用于对功率放大器的输出端进行宽带匹配供电，所述光学相位调制器用于接收四电平驱动信号并对输入光量子进行相位调制。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述宽带电阻网络包括电阻R1、电阻R2和电阻R3，所述电阻R1的一端与第一压控增益放大器连接，所述电阻R2的一端与第二压控增益放大器连接，所述电阻R3的一端分别与所述电阻R1的另一端和电阻R2的另一端连接，所述电阻R3的另一端与功率放大器连接。