[发明专利]一种用于量子通信系统的自差分平衡探测装置及探测方法

权利要求书

1.一种用于量子通信系统的自差分平衡探测装置，其特征在于，所述装置包括光路控制部分和电路控制部分，所述光路控制部分输出端连接电路控制部分的输入端；

所述光路控制部分包括入射光源、干涉单元、光延时装置和分束器，所述入射光源连接干涉单元，所述干涉单元连接分束器，所述光延时装置设置在干涉单元与分束器之间；其中：所述入射光源包括信号光和本振光，所述干涉单元将信号光和本振光干涉后分为两路输出，所述光延时装置用于将干涉单元输出的两路光中的任一路光信号进行光延时处理，所述分束器用于将经延时处理的光信号与未经延时处理的光信号耦合后输出脉冲时序到电路控制部分；

所述电路控制部分包括光电探测器、功分器、电延时装置、减法器和跨阻放大器，所述光电探测器连接光路控制部分的分束器，将分束器输出的脉冲时序转变为脉冲电信号，所述功分器连接光电探测器，将光电探测器输出的脉冲时序分为两路电信号输出，所述电延时装置连接功分器，用于将功分器输出的两路电信号中的任一路电信号进行电延时处理，所述减法器连接电延时装置和功分器，同时接收功分器输出的未经延时处理的电信号和电延时装置输出的延时电信号，所述跨阻放大器连接减法器，用于将减法器输出的电信号转变为电压信号并进行放大输出；

光延时t与电延时t一致。

2.根据权利要求1所述的一种用于量子通信系统的自差分平衡探测装置，其特征在于，所述信号光为调制的脉冲光或真空态，所述本振光为脉冲光或连续光。

3.根据权利要求1所述的一种用于量子通信系统的自差分平衡探测装置，其特征在于，所述干涉单元为50:50分束器。

4.根据权利要求1所述的一种用于量子通信系统的自差分平衡探测装置，其特征在于，所述分束器为50:50分束器。

5.根据权利要求1所述的一种用于量子通信系统的自差分平衡探测装置，其特征在于，所述功分器为50:50功分器。

6.根据权利要求1所述的一种用于量子通信系统的自差分平衡探测装置，其特征在于，所述跨阻放大器为50:50跨阻放大器。

7.一种采用如权利要求1至6任一所述的一种用于量子通信系统的自差分平衡探测装置的探测方法，步骤如下：

步骤1、信号光与本振光经过干涉单元干涉后输出两路干涉光，其中一路干涉光信号经过光延时t后与另一路干涉光信号进入分束器耦合后输出；

步骤2、分束器输出的脉冲时序进入光电探测器中，经光电探测器转换成电信号后输入到功分器中，经过功分器输出后形成两路电流信号，其中一路电流信号经过电延时t后与另一路电流信号一起输入减法器中，经过减法器作用后再经过跨阻放大器放大并转变为电压信号输出，其中光延时t与电延时t一致，两路电流信号间的时延用于补偿干涉单元输出光之间的时延，完成平衡探测。

8.一种用于量子通信系统的自差分平衡探测装置，其特征在于，所述装置包括光路控制部分和电路控制部分，所述光路控制部分输出端连接电路控制部分的输入端；

所述光路控制部分包括入射光源、干涉单元、光延时装置和分束器；其中入射光源连接干涉单元，所述干涉单元连接分束器，所述光延时装置设置在干涉单元与分束器之间；其中：所述入射光源包括信号光和本振光，所述干涉单元将信号光和本振光干涉后分为两路输出，所述光延时装置用于将干涉单元输出的两路光中的任一路光信号进行光延时处理，所述分束器用于将经过延时处理的光信号与未经延时处理的光信号耦合后输出到电路控制部分；

所述电路控制部分包括光电探测器、跨阻放大器、电延时装置和加法器，所述光电探测器连接光路控制部分的分束器，将分束器输出的耦合光信号转变为电信号，所述跨阻放大器连接光电探测器，将光电探测器输出的电信号分为两路电信号，放大并分成两路输出，所述电延时装置连接跨阻放大器，用于将跨阻放大器输出的两路电信号中的任一路电信号延时，所述加法器分别连接跨阻放大器和电延时装置，同时接收跨阻放大器输出的未经延时处理的电信号和经电延时装置延时处理的电信号，最终作为输出信号输出；

光延时t与电延时t一致。