[发明专利]一种基于二阶相干性测量的单微波量子检验装置

权利要求书

1.一种基于二阶相干性测量的单微波量子检验装置，其特征在于：包括微波量子源、单微波量子放大器、微波功分器、激光器、微波/光学上转换器、光学极窄带滤波器、衰减与光学延时装置、单光子探测器及量子信号处理器；

所述微波量子源产生单微波量子输入到单微波量子放大器；单微波量子放大器将单微波量子放大后输入到微波功分器；微波功分器将输入信号一分为二，分别进入左右两个通道；

对于每个通道，激光器输出的激光信号和微波功分器输出的微波信号进入微波/光学上转换器，所述微波信号对激光信号进行调制；微波/光学上转换器输出信号输入光学极窄带滤波器进行滤波，只保留和所述微波信号相同特性的光学边带信号输出；光学极窄带滤波器输出信号经过衰减与光学延时装置后，进入单光子探测器；

左右两个通道的单光子探测器均输出至量子信号处理器；量子信号处理器对两个单光子探测器的输出进行采集和处理，输出微波信号量子二阶相干度特性结果；

所述单微波量子放大器包括宽带微波噪声源、微波低噪声线性放大器、微波隔离器和第一极窄带微波滤波器；

微波量子源输出的待放大的单微波量子和宽带微波噪声源输出的热噪声混合输入到微波低噪声线性放大器中；微波低噪声线性放大器对输入的混合信号进行放大；放大后的信号经过微波隔离器后，输入到第一极窄带微波滤波器；第一极窄带微波滤波器输出放大后的单微波量子；所述第一极窄带微波滤波器的带宽在kHz量级。

2.根据权利要求1所述一种基于二阶相干性测量的单微波量子检验装置，其特征在于：所述单微波量子放大器将输入的单微波量子进行50～120dB放大。

3.根据权利要求1所述一种基于二阶相干性测量的单微波量子检验装置，其特征在于：微波量子源包括冷空、第一低旁瓣波纹喇叭和第二极窄带微波滤波器；

所述冷空中具有宇宙背景噪声和大气热噪声；

所述第一低旁瓣波纹喇叭不从地面接收地球的热辐射，接收冷空的噪声；

所述第二极窄带微波滤波器接收第一低旁瓣波纹喇叭的输出信号，带宽在kHz量级。

4.根据权利要求3所述一种基于二阶相干性测量的单微波量子检验装置，其特征在于：所述微波量子源还包括微波信号源和第二低旁瓣波纹喇叭；

微波信号源产生的微波信号经所述第二低旁瓣波纹喇叭对准第一低旁瓣波纹喇叭辐射，第二低旁瓣波纹喇叭与第一低旁瓣波纹喇叭之间的自由空间实现信号和噪声同时衰减。

5.根据权利要求3所述一种基于二阶相干性测量的单微波量子检验装置，其特征在于：所述极窄带微波滤波器包括多级下变频器、多级上变频器、多级滤波器和声表面波滤波器；

接收的微波信号输入到第一级下变频器中；

多级下变频器中每一级下变频器后接有滤波器，下变频后的信号经滤波后输出给下一级下变频器；每一级滤波器的带通波段与所连接的上一级下变频器输出的信号波段对应，对从上一级下变频器输出的信号进行滤波，滤除上一级下变频器产生的边频信号和杂散，保留通带内有用信号；多级下变频器及其中的滤波器最终将输入的微波信号下变频到视频信号；

所述视频信号输入到声表面波滤波器，所述声表面波滤波器为与所述视频信号波段对应的视频带通滤波器；

多级上变频器中每一级上变频器后接有滤波器，上变频后的信号经滤波后输出给下一级上变频器；每一级滤波器的带通波段与所连接的上一级上变频器输出的信号波段对应，对从上一级上变频器输出的信号进行滤波，滤除上一级上变频器产生的边频信号和杂散，保留通带内有用信号；多级上变频器及其中的滤波器最终将从声表面波滤波器输入的视频信号变频到微波波段信号；

将变频得到的微波波段信号输入到微波波段带通滤波器中，实现微波信号的kHz极窄带通滤波。

6.根据权利要求3所述一种基于二阶相干性测量的单微波量子检验装置，其特征在于：所述第二极窄带微波滤波器带内实现每微秒0.05～10个微波量子输出。

7.根据权利要求4所述一种基于二阶相干性测量的单微波量子检验装置，其特征在于：通过控制所述微波信号源发射功率大小，实现控制第一低旁瓣波纹喇叭输出的微波功率，进而实现不同数率的单微波量子输出。