[发明专利]一种波分复用偏振补偿方法及其装置

说明书

本发明提供一种波分复用偏振补偿装置，包括：共轭参考光模块、密集波分复用器、电控偏振控制器、光环形器、密集复用器、偏振检测模块、控制模块；所述共轭参考光输出模块包括：一个2*2*保偏偏振分束器、法拉第旋转器,该分束器有两个输入与两个输出口，所述2*2保偏偏振分束器用于接收参考光，其中一路输出与法拉第旋转器相连，从法拉第旋转器输出的参考光与另外一个输出端输出的参考光构成共轭参考光。本发明提供的补偿系统通过所述控制模块的控制，缩短了控制模块对电控偏振控制器的控制时间，从而可以保证量子密钥分发系统的稳定性、且能有效降低系统的误码率。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种波分复用偏振补偿方法及其装置。

背景技术

人类通信系统的发展一直离不开“安全”这个字眼，无论是上世纪的摩尔斯电码、恩尼格玛密码，直到1977年提出的RSA公钥加密算法，都为信息安全应运而生。而量子计算机系统被提出以来，RSA公认的安全性受到极大的威胁，传统的加密方式已经不足以确保信息在通信、处理过程中的安全。也因此，“一次一密”的量子密钥分发系统(QKD)也被提出。到现今为止，长距离、高速率的QKD系统不断被设计出来。量子密钥以其基于量子特性的“不确定性原理”以及“量子不可克隆原理”所引申的“绝对保密”性质，被军事、银行等各大保密行业持续关注。近年来，许多量子通信系统陆续被完成，其在通信的安全性上的保证毋庸置疑地得到证明，量子通信系统的研究也越来越火热，偏振编码和相位编码的QKD系统逐渐成为主要研究的方向。偏振编码的QKD系统工作过程如下：通过随机数的产生，来控制单光子源发出不同偏振状态的脉冲激光，再经过强度调制形成诱骗态。随即携带有量子信息的单光子脉冲，经过长距离光纤传输到达接收端，接收端通过随机的偏振基探测解调，还原出一定的随机数序列，并且通过经典信道告知发送方用于探测的随机的偏振基。发送方收到探测序列信息后，即通过经典信道告知接收方哪些位上的码是有效可靠的，之后，收发双方便筛选出相同的密码本。最后，双方公布部分的密码本以校验误码率以检测是否有监听和攻击存在，同时进行密钥的纠错成码。

目前偏振编码的量子密钥分发系统，包括信息发射端、信息接收端以及传输介质，而由于目前发射端多是采用单光子随机制备编码时所需要的4个线偏振态，这四个线偏振分别是水平偏振态，垂直偏振态，45度偏振态和135度偏振态。但是由于本发明目前使用度传输介质是光纤，由于光纤的特性，制备的上述四个偏振态经过光纤信道传播后，偏振态会发生随机的变化，所以到达信息接收方就会无法解码，从而造成误码率高的缺陷，而为了解决该缺陷，通常需要在信息接收方前面添加一个偏振补偿装置解决误码率高的缺陷，而目前的偏振补偿装置又包括多种，时分复用偏振补偿、中断偏振补偿、波分复用偏振补偿等。

而在使用波分复用的方式进行偏振补偿时，前提必须保证信息发射端输出的参考光为共轭参考光，因为参考光在达到共轭的输出并经过信道补偿之后，可以保证信号光任何的偏振态都能得到补偿，补偿的准确性会得到提升。然而，在使用波分复用偏振补偿装置时，在信息发射端输出的共轭参考光先后经过密集波分复用器、电控偏振控制器、之后再由接收方密集波分复用器解复用后，再经过A/D转换模块将数字信息发送给FPGA，通过FPGA来对电控偏振控制器进行控制来实现误码的补偿。而当电控偏振控制器使用的是压电陶瓷型的偏振控制器时，虽然压电陶瓷的四个挤压器有确定的半波电压，但是受环境等一些因素的影响，使得每次确定电压下的旋转角度会不同，也不能使用查表等方式进行控制，所以要用算法进行控制；因此，所以就要设计一种控制算法来对偏振控制器进行控制，而目前的控制方法由于控制时间长，会影响实际密钥传输，从而降低了补偿系统误码率。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种快速有效的控制方法及其装置，该方法可以有效地缩短控制时间，保证有效降低系统的误码率。

一种波分复用偏振补偿装置，包括：

共轭参考光模块，用于输出共轭参考光；

密集波分复用器，用于将两束共轭参考光合束到光纤信道上；