[实用新型]一种具有粗跟踪的卡式镜头系统及量子密钥分发系统

说明书

本申请提供一种具有粗跟踪的卡式镜头系统及量子密钥分发系统，其中卡式镜头系统的粗信标发射镜筒和粗信标跟踪镜筒装设在后继光学基板的轴线两侧，后继光学基板的轴心处用于装设卡式镜头；镜筒的顶部在粗信标发射镜筒、粗信标跟踪镜筒和卡式镜头对应的位置处分别开设有粗信标发射窗口、粗信标接收窗口以及卡式镜头窗口，且在卡式镜头窗口的下方设置有消光光阑。由以上可知，卡式镜头由于被镜筒的消光光阑罩住，且消光光阑位于粗信标发射镜筒与粗信标跟踪镜筒之间，因此本申请将粗信标发射镜筒、粗信标跟踪镜筒和卡式镜头装配在所述后继光学基板上，且通过镜筒将其它光线及灰尘遮挡自身之外，从而达到结构紧凑、质量轻的目的。

技术领域

本申请涉及量子通信技术领域，具体涉及一种具有粗跟踪的卡式镜头系统及量子密钥分发系统。

背景技术

量子通信指的是应用量子力学中的基本定理，进行消息传递的一种信息交互方式。目前量子通信中光子的传输方式主要有两种，一种是利用光纤作为信道实现收发双方之间的光子传输，另一种是利用自由空间作为信道实现收发双方之间的光子传输。与光纤中的量子密钥分发相比，自由空间中的量子密钥分发方式具有其独特的优势，比如不需要特定的传送介质，具有无线电通信的便捷性，大气中光子传播不受双折射效应的影响，信道噪声较小，高度增加时大气密度降低，光子传输损耗急剧减小。因此，有望利用自由空间量子密钥分发技术完成地面卫星站与卫星间的量子密钥分发，继而构建基于量子密钥分发的全球安全通信网，具有非常好的发展前途。

自由空间量子通信的收发设备一般采用卡塞格林镜头来进行单光子发送和捕捉，卡塞格林镜头也称为卡式镜头，通常建立自由空间量子通信系统需要高度稳定、高度精密以及高通信效率的卡式镜头，因此卡式镜头是自由空间量子信道系统的关键组成部分。

现有的卡式镜头在实际应用的过程中，由于量子光的信号极其微弱，接收方很难对发射方发出的量子光瞄准、跟踪及捕获，增加了自由空间激光通信系统应用现实难度。因此需要通过粗跟踪装置辅助对量子光快速瞄准、跟踪及捕获工作，但是现有的收发装置往往是在卡式镜头外侧设置有粗跟装置，而这些光学仪器均需要设置密封保护装置，防止其他光线及灰尘的干扰，因而现有的收发装置的结构不够紧凑且质量较大，因此亟需一种结构紧凑轻量化的收发装置。

发明内容

本申请提供一种具有粗跟踪的卡式镜头系统及量子密钥分发系统，以解决现有的方案中自由空间量子通信系统的结构不够紧凑且质量较大的问题。

一种具有粗跟踪的卡式镜头系统，包括粗信标发射镜筒、粗信标跟踪镜筒、后继光学基板以及镜筒，所述粗信标发射镜筒和粗信标跟踪镜筒装设在所述后继光学基板的轴线两侧，所述后继光学基板的轴心处用于装设卡式镜头；

所述镜筒的顶部在所述粗信标发射镜筒、粗信标跟踪镜筒和卡式镜头对应的位置处分别开设有粗信标发射窗口、粗信标接收窗口以及卡式镜头窗口，且在所述卡式镜头窗口的下方设置有消光光阑。

优选地，所述消光光阑采用螺接或者一体成型的方式连接在所述卡式镜头窗口下方。

优选地，所述消光光阑为空心柱状形。

优选地，所述后继光学基板为圆盘形，所述粗信标发射镜筒和粗信标跟踪镜筒呈180度夹角装设在所述后继光学基板的轴线两侧。

优选地，所述后继光学基板在所述粗信标发射镜筒、粗信标跟踪镜筒和卡式镜头对应位置处分别设置有与之配合的柱面，所述粗信标发射镜筒、粗信标跟踪镜筒和卡式镜头采用固定连接的方式装设在对应的柱面上。

优选地，所述粗信标跟踪镜筒包括一组透镜组件，所述透镜组件包括压圈、隔圈以及透镜组，所述透镜组中的透镜之间的距离通过所述隔圈的厚度调整，所述压圈用于固定所述透镜组。

优选地，所述隔圈22为从上之下内径逐级缩小或者逐级增大或者先逐级缩小再逐级增大圆柱体，所述隔圈22与所述粗信标跟踪镜筒2的镜筒一体成型