[实用新型]SIQKD系统发送方电光强度调制器偏置点的自动调节装置

说明书

本实用新型公开了一种SIQKD系统发送方电光强度调制器偏置点的自动调节装置，包括单频激光器1、隔离器2、第一衰减器3、电光强度调制器4、射频模块5、光纤耦合器6、光电探测器7、模拟比例积分微分控制器8、声光调制器9、信号发生器10、第二衰减器11。本实用新型利用简单的负反馈回路实现了无扰动自动锁定SIQKD系统发送方电光强度调制器的Quad+偏置点，具有装置简单、成本低廉、稳定性高等优势，可以提高SIQKD系统的干涉可视度，进而改善系统的工作稳定性与安全性。

技术领域

本实用新型属于量子通信领域，具体为一种SIQKD系统发送方电光强度调制器偏置点的自动调节装置，利用负反馈回路连续调节偏置电压实时无扰动自动锁定电光强度调制器的Quad+偏置点。

背景技术

量子密钥分发具有物理层面的绝对安全性，在军事、经济、金融等领域有重要应用。边带干涉量子密钥分发(SIQKD)系统具有相位稳定性高、多通道传输等特点，可以和经典光纤通信网络融合在一起，适用于实际环境的量子通信网络。在SIQKD系统中需要使用电光强度调制器和电光相位调制器通过高频调制产生一阶边带进行光学干涉，其中要求发送方电光强度调制器的直流偏压点工作在45°(Quad+)偏置点。但是在实际系统中，由于热电效应、环境变化等影响引起电光强度调制器的偏置点发生漂移，降低了干涉可视度，导致系统误码率变大。利用控制算法可以锁定电光强度调制器的Quad+偏置点，但是控制算法实现过程繁琐且装置复杂。利用周期性低频扰动信号方法可以锁定电光强度调制器的Quad+偏置点，但是低频扰动降低了干涉可视度，从而降低了系统工作性能，不适用于SIQKD系统。

发明内容

本实用新型为了解决存在的上述问题，提出一种SIQKD系统发送方电光强度调制器偏置点的自动调节装置，利用负反馈回路自动锁定电光强度调制器在Quad+偏置点，可以提高SIQKD系统的干涉可视度，从而改善系统的工作稳定性与安全性，具有装置简单、成本低廉、稳定性高等优点。

本实用新型是采用如下技术方案实现的：

一种SIQKD系统发送方电光强度调制器偏置点的自动调节装置，包括单频激光器、隔离器、第一衰减器、电光强度调制器、射频模块、光纤耦合器、光电探测器、模拟比例积分微分控制器、声光调制器、信号发生器、第二衰减器。

所述单频激光器输出线偏振单频激光依次经过隔离器、第一衰减器、电光强度调制器后进入光纤耦合器，所述射频模块的输出端与电光强度调制器的射频端相连，所述光纤耦合器的第一输出端与光电探测器的输入端相连，所述光电探测器的输出端与模拟比例积分微分控制器的输入端相连，所述模拟比例积分微分控制器的输出端与电光强度调制器的偏置端相连，所述光纤耦合器的第二输出端与声光调制器的输入端相连，所述信号发生器的输出端与声光调制器的射频端相连，所述声光调制器的输出端与第二衰减器输入端相连，所述第二衰减器输出端输出经过相位编码的单光子脉冲光。

利用上述装置自动调节SIQKD系统发送方电光强度调制器偏置点的方法，如下：

单频激光器输出沿保偏光纤慢轴传输的单频激光信号，经过隔离器后沿保偏光纤慢轴传输进入第一衰减器，第一衰减器降低强度避免光电探测器饱和，之后激光信号沿保偏光纤慢轴传输进入电光强度调制器，射频模块输出固定相位高频正弦波调制信号加载到电光强度调制器的射频端，对输入激光进行强度调制后产生正负一阶调制边带，之后调制激光信号沿保偏光纤慢轴传输经过光纤耦合器分为两束相等强度的输出光，对应于Quad+偏置点(直流偏压点工作在45°)第一束输出光理论强度为其中I为输入电光强度调制器的激光强度，η为光学器件(由电光强度调制器到光纤耦合器)传输效率，为调制深度，a为正弦波信号峰峰值，V_π为电光强度调制器半波电压。