[发明专利]无需延时芯片实现窄脉冲激光器驱动电路实现方法及装置

说明书

本发明技术方案提供了一种无需延时芯片实现窄脉冲激光器驱动电路实现方法装置，根据延时的时长确定延时链路长度，将一组差分脉冲信号中的第一差分信号和第二差分信号分别经不同的延时通路输出第一延时差分信号和第二延时差分信号，对第一、第二延时差分信号相与后，得到以第二延时差分信号后沿为前沿，以第一延时差分信号后沿为后沿的窄脉冲。优点是，取消了双通道延时芯片，采用PCB走线方式实现延时功能，避免了延时芯片因温度变化而导致信号的脉冲宽度变化问题，通过在硬件中通过取反相与的电路生成窄脉冲，消除了信号输入端前延抖动的影响。进一步解决了由于延时芯片的温度变化造成QKD系统中出口光强变化导致窄脉冲宽度不稳定的问题。

技术领域

本发明涉及量子通讯领域，尤其涉及一种无需延时芯片实现窄脉冲激光器驱动电路实现方法及装置。

背景技术

现有的量子通信系统中，单光子元采用弱相干光源技术，量子通信中弱相干光源通常采用一个高消光比的窄脉冲经过衰减得到，因此脉冲式激光光源就成为构建量子通信系统的一个重要功能模块。

目前窄脉冲激光器在量子通信中有广泛的应用，实现窄脉冲激光器所述输出的窄脉冲宽度是否稳定与QKD系统出口处的光强是否稳定有直接关系，当窄脉冲宽度变化时光强随之变化，若QKD系统出口处光强变化，则QKD系统的成码率也产生变化，一般来说，光强涨落导致成码率产生波动。

现有技术中，窄脉冲激光器驱动电路的实现过程如下，参考图1，图2及图3所示：

如图1及图2：比较器将接收的启动信号发送至时钟分配器，时钟分配器输出相同的两个脉冲信号(信号1和信号2)至一双通道延时芯片，信号1和信号2的脉。双通道延时芯片输出延时ΔT1和ΔT2后的延时信号ΔT1和延时信号ΔT2。通过逻辑与门芯片对延时信号ΔT1和延时信号ΔT2与操作后，输出窄脉冲。窄脉冲的前沿为延时信号ΔT2的前沿，后沿为延时信号ΔT1的后延，之后经激光器驱动芯片和激光器处理后输出光信号。

进一步的，在实际实践中，如图1及图3双通道延时芯片始终存在延时抖动，两个通道内的延时抖动数值不同且随机。例如，本需要信号1延时1纳秒信号2延时500ps即二者时间差为500ps，由于延时抖动的存在信号1经芯片延时后为1ns+80ps(后沿抖动)，信号2经芯片延时后为500ps+60ps(前沿抖动)，对延延时信号ΔT1和延时信号ΔT2进行与操作后，导致输出的窄脉冲前沿向后移动60ps，后沿向后移动80ps，窄脉冲的脉宽产生了变化。

由于窄脉冲的宽度产生变化，导致QKD系统中出口光强的变化，使得QKD系统的成码率不稳定。

而且，由于双通道延时芯片采用延时链工艺设计，延时链由温度敏感性元器件构成，所以受到温度影响后其延时值变化较大导致其输出脉冲宽度不稳定。窄脉冲驱动信号是双通道时延芯片输出的两个时延信号相与后的结果，其脉冲宽度受到信号的前沿、后沿抖动影响，进一步导致其输出脉冲宽度不稳定。

具体的，温度对脉冲宽度的影响是：温度上升，窄脉冲宽度展宽；温度下降，窄脉冲宽度降低。