[发明专利]用于QKD系统的稳定可调谐的高精度光纤调谐方法及干涉仪

说明书

本方案提供一种用于QKD系统的稳定可调谐的高精度光纤调谐方法及干涉仪，获取裁切值，对干涉仪两臂光纤裁切，将其耦合端固定在干涉仪光单元内。通过调谐，使熔接后光纤的轴向与耦合端端面垂直，且熔接后光纤与固定干涉仪的光纤的光程差低于阈值后微调，使干涉条纹达到最佳值。稳定可调谐的高精度光纤干涉仪包括，将熔接后光纤的耦合端固定在干涉仪光单元内，身部经绕轴缠绕后经方位角标准具到达调整组件，调谐端固定在调整组件上。干涉仪外壳内侧有锁紧组件，拉伸件与锁紧组件相对。通过增设调整组件，使得熔接后光纤可调谐解决现有技术中的光纤干涉仪由于臂长不可调谐导致的适配成功率低，进一步导致离散变量的量子密钥分发系统性能不稳定的问题。

技术领域

本发明涉及通信、信号探测与传感领域，尤其涉及一种用于QKD系统的稳定可调谐的高精度光纤调谐方法及干涉仪。

背景技术

基于BB84协议的离散变量的量子密钥分发(Quantum Key Distribution，QKD)系统中有光路结构，核心是利用两组光纤型干涉仪匹配进行正交相位或者时间相位编码解码。

干涉仪为非对称臂光纤干涉仪，其中发射机内使用一组干涉仪，接收机内使用另一组干涉仪，两组干涉仪保持匹配，即两组干涉仪的光程误差控制在百微米量级以内。

光纤干涉仪是基于光的干涉原理制作的一种光学器件，用于微小位移、形变、温度、相位、振动等物理量的测量，也用在光信息领域的调制、解调等。不管是光通信领域，还是工程测量、光谱分析等领域，是通过控制干涉仪的臂长差来控制测量干涉效果的，因此臂长及臂长差的精度，直接影响干涉仪的性能，是干涉仪最重要的指标。

光纤干涉仪的加工采用光纤熔接法，光纤熔接是通过将光纤的端面熔化后将两根光纤连接到一起，现有的光纤熔接法的精准度在毫米量级(光纤切割刀和光纤熔接机的标尺为毫米量级)。

基于上述光纤连接方法生产出的干涉仪为了能够达到两组干涉仪的光程误差控制在百微米量级以内这一使用标准，通常通过大量样品筛选的筛选匹配方式选出相适配的两个干涉仪，但适配成功率低，生产成本高。在实际使用时干涉仪受外部环境影响现误差时需要重新匹配，导致离散变量的量子密钥分发系统的性能不稳定。

所以如何能够提供一种臂长可调谐的干涉仪成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明提供一种用于QKD系统的稳定可调谐的高精度光纤调谐方法及干涉仪，用以解决现有技术中，光纤干涉仪由于臂长不可调谐导致的适配成功率低，以及由于适配成功率低导致的离散变量的量子密钥分发系统性能不稳定的问题。

为了实现上述目的，本发明技术方案提供了一种用于QKD系统的稳定可调谐的高精度光纤调谐方法，包括：获取裁切值后对光纤裁切后熔接，其中，光纤的长度与裁切值之间有负误差。根据二维标尺调谐调整组件，使得熔接后光纤的轴向与熔接后光纤的耦合端的端面垂直，水平和竖直方向与二维标尺一致，且熔接后光纤与固定干涉仪的光纤的光程差低于阈值。对熔接后光纤后进行微调，使得干涉条纹达到最佳值。

作为上述技术方案的优选，较佳的，调整调整组件中的三维调谐组件使得熔接后光纤进入待调谐状态。

作为上述技术方案的优选，较佳的，调整三维调谐组件中的高度调谐旋钮，使得熔接后光纤的调谐端、身部及耦合端处于同一条水平面上。调整三维调谐组件中的横向调谐旋钮，使得调谐端与耦合端处于同一条直线上。

作为上述技术方案的优选，较佳的，在调谐调整组件的高度调谐旋钮时，使得熔接后光纤与二维标尺的水平标尺一致；在调谐调整组件的横向调谐旋钮时，使得熔接后光纤与二维标尺的垂直标尺一致，使得熔接后光纤不受切向力影响。