[发明专利]激光相位波动噪声自动标定装置、方法及量子随机数发生器

权利要求书

1.一种激光相位波动噪声自动标定方法，其包括初始标定过程，所述初始标定过程包括以下步骤：

步骤1-1，驱动可调节光源中的激光器发光，记录所述可调节光源输出的激光信号的强度；

步骤1-2，提取所述激光信号中的相位波动信息并对其进行采样，基于采样值计算方差并记录；

步骤1-3，驱动所述可调节光源中的激光器在最大驱动电流下发光，并使所述可调节光源输出的激光信号在强度上与所述步骤1-1中一致，执行所述步骤1-2；

步骤1-4，根据在所述步骤1-2中计算的方差V₁和在所述步骤1-3中计算的方差V₂计算量子噪声比例α，并记录；以及

步骤1-5，增大所述可调节光源中的激光器的驱动电流，执行所述步骤1-1至所述步骤1-4；将当前记录的所述量子噪声比例与上次记录的所述量子噪声比例进行对比；若所述量子噪声比例增大，则重复所述步骤1-5，否则选取上次记录的所述量子噪声比例对应的激光器驱动电流为最优工作点。

2.如权利要求1所述的激光相位波动噪声自动标定方法，其还包括后续标定过程，所述后续标定过程包括以下步骤：

步骤2-1，根据上次标定的所述最优工作点设定用于所述可调节光源中的激光器的初始驱动电流，执行所述步骤1-1至所述步骤1-4，以获得所述量子噪声比例；

步骤2-2，在所述初始驱动电流的基础上增大用于所述可调节光源中的激光器的驱动电流，执行所述步骤1-1至所述步骤1-4以获得所述量子噪声比例；将当前记录的所述量子噪声比例与上次记录的所述量子噪声比例进行对比；若所述量子噪声比例增大，则执行所述步骤1-5，直至获得新的所述最优工作点，否则执行步骤2-3；

在所述步骤2-3中，在所述初始驱动电流的基础上减少用于所述可调节光源中的激光器的驱动电流，执行所述步骤1-1至所述步骤1-4，以获得所述量子噪声比例；将当前记录的所述量子噪声比例与所述初始驱动电流对应的所述量子噪声比例进行对比；若所述量子噪声比例减小，则将所述初始驱动电流设定为新的所述最优工作点，否则执行步骤2-4；

在所述步骤2-4中，减少用于所述可调节光源中的激光器的驱动电流，执行所述步骤1-1至所述步骤1-4，以获得所述量子噪声比例；将当前记录的所述量子噪声比例与上次记录的所述量子噪声比例进行对比；若所述量子噪声比例减小，则选取上次记录的所述量子噪声比例对应的所述激光器驱动电流为新的所述最优工作点，否则执行所述步骤2-4。

3.如权利要求1所述的激光相位波动噪声自动标定方法，其中，所述提取所述激光信号中的相位波动信息是通过使所述激光信号发生干涉作用，从而将所述相位波动信息转换为幅度波动信息而实现的。

4.如权利要求1所述的激光相位波动噪声自动标定方法，其中，所述量子噪声比例α＝(V₁-V₂)/V₂。

5.一种激光相位波动噪声自动标定装置，其包括可调节光源、相位提取单元、采样单元和控制单元，其中，

所述可调节光源包括用于生成激光信号的激光器；

所述相位提取单元被设置成将所述激光信号上的相位波动信息转换为幅度波动信息；

所述采样单元被设置成对所述相位提取单元输出的幅度波动信号进行采样；以及，

所述控制单元被设置成执行初始标定过程，其包括：

步骤1-1，控制所述激光器的驱动电流，控制并记录所述可调节光源输出的激光信号的强度；

步骤1-2，基于采样值计算方差并记录；

步骤1-3，控制所述激光器在最大驱动电流下发光，使所述可调节光源输出的激光信号在强度上与所述步骤1-1中一致，并执行所述步骤1-2；

步骤1-4，根据在所述步骤1-2中计算的方差和在所述步骤1-3中计算的方差计算量子噪声比例，并记录；以及

步骤1-5，控制增大所述激光器的驱动电流，重复所述步骤1-1至所述步骤1-4；将当前记录的所述量子噪声比例与上次记录的所述量子噪声比例进行对比；若所述量子噪声比例增大，则重复所述步骤1-5，否则选取上次记录的所述量子噪声比例对应的激光器驱动电流为最优工作点。