[发明专利]直流基准信号的传输方法及传输系统

说明书

本发明公开了一种直流基准信号的传输方法及传输系统，其中传输系统包括：电光转换模块，用于将输入的多路直流基准信号转换为多路不同波长的直流基准光信号，根据多路直流基准信号的电流或电压强度，调整输出的直流基准光信号的光功率，使得该光功率能够反映输入直流基准信号的电流或电压强度；传输光纤，其一端与电光转换模块相连，用于同时传输多路不同波长的直流基准光信号且相互无干扰；以及光电转换模块，与传输光纤的另一端相连，将多路不同波长的直流基准光信号转换为光电流进行输出。在具备向后兼容性、保证信号品质的同时，大幅增加传输线集成度，实现多路直流基准信号的高精度、高集成度的传输，且传输具有很好的稳定性。

技术领域

本公开属于自动化控制及光通信技术领域，涉及一种直流基准信号的传输方法及传输系统。

背景技术

直流基准信号是模拟电路中的基本资源。在精密测量等对信号精度、噪声抑制有严格要求的领域，高精度的直流基准信号具有关键的作用。在精密测量装置中，直流基准信号可以在装置中直接产生，也可以通过外部直流基准信号源输入。在装置中直接产生直流基准信号受限于体积、功耗、设计复杂度等原因，往往很难达到高精度。精密测量装置也可能安装于低温腔中、真空腔中等，无法在内部集成直流基准信号源，因此，高精度的直流基准信号需要在独立设备中产生，并传输到使用装置中。同时，一台直流基准信号源可以传输给多台精密测量装置、或分布于不同地点的装置。因此，有大量需要传输高精度直流基准信号的应用场景，比如在自动化控制领域，尤其是在量子通信和量子计算方面，超导量子计算需要使用大量的直流基准信号通道作为偏压控制，为了控制包含100个量子比特的超导量子计算芯片，将需要超过100个直流基准信号通道来进行传输。

现有技术中，当需要在两台仪器设备之间传递高精度的直流基准信号时，往往使用各种类型的同轴电缆作为传输线，以抑制差模噪声。

但是传统的直流基准信号传输利用电缆实现，易受电磁环境、地磁等干扰，传输精度难以提高。

其次，使用同轴电缆很容易实现少量几路直流基准信号的传输，然而，当所需的直流基准信号通道数增大时，同轴电缆方案面临着很大的局限性。一方面，为了保证有足够小的电阻，同轴电缆的有效截面积有一定的要求，同时绝缘层也会增加截面积；另一方面，同轴电缆的连接器往往有较大的体积，这些因素限制了同轴电缆方案的集成度。例如，超导量子计算需要超过100个直流基准信号通道来进行传输，当使用同轴电缆方案时，这将会占用稀释制冷机大量的空间，为整个设备的安装和维护带来巨大的困难。此外，在一些需要安装于低温腔、真空腔中的精密测量装置与其他装置进行直流基准信号传输时，采用大量同轴电缆作为直流基准电压的传输线，将会为低温腔带来一定程度的漏热。例如，量子计算和量子通信等领域常常需要将样品放置在低温下以降低热噪声，比如在超导量子计算芯片、超导纳米线单光子探测器等应用场景下，若使用大量同轴电缆作为直流基准电压的传输线，将会为低温腔带来一定程度的漏热，引起热噪声的升高，甚至影响制冷机或低温下样品的正常工作。

因此，针对直流基准信号的传输，亟需提出一种高精度、集成化、不易受电磁环境、地磁等干扰，且在低温腔应用场景能够降低漏热的传输方法。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本公开提供了一种直流基准信号的传输方法及传输系统，以至少部分解决以上所提出的技术问题。

(二)技术方案

根据本公开的一个方面，提供了一种直流基准信号的传输系统，包括：电光转换模块，用于将输入的多路直流基准信号转换为多路不同波长的直流基准光信号，根据多路直流基准信号的电流或电压强度，调整输出的直流基准光信号的光功率，使得该光功率能够反映输入直流基准信号的电流或电压强度；传输光纤，其一端与电光转换模块相连，用于同时传输多路不同波长的直流基准光信号且相互无干扰；以及光电转换模块，与传输光纤的另一端相连，将多路不同波长的直流基准光信号转换为光电流进行输出。