[发明专利]偏振光性能的检测装置及检测方法

说明书

本发明提供一种偏振光性能的检测方法和检测装置。所述检测方法中，首先待测偏振光束入射到反射式平行光管的主镜表面且经反射汇聚后形成汇聚偏振光，汇聚偏振光束以避开反射式平行光管的次镜的路径传播，然后对汇聚偏振光束进行检偏，接着检测汇聚偏振光束中的偏振分量光束的光强度，之后计算待测偏振光束的消光比。利用上述检测方法对待测偏振光束进行检测，可以避免次镜对待测偏振光束的偏振性能的影响，提高消光比的检测准确度，有助于准确评估待测偏振光束的偏振性能。所述检测装置中，量子通讯终端发出的待测偏振光束入射到反射式平行光管的主镜表面并反射汇聚，形成的汇聚偏振光束以避开次镜的路径传播。

技术领域

本发明涉及量子光通信领域，特别涉及一种偏振光性能的检测装置和检测方法。

背景技术

自由空间量子通信通过将量子信息加载到光波上以实现量子信息传输，被看作是量子力学和空间激光通信结合的产物。目前BB84协议是自由空间量子通信的密钥编码方案，其利用单光子的45°和-45°偏振态进行二进制编码，采用基于诱骗态的量子密钥分发技术来判断是否存在窃听者，其中，主要通过诱骗态与信号态之间的比例关系判断是否存在窃听者，而45°和-45°两种线偏振态的接收效率关系对该比例关系的判断至关重要。在传播过程中，偏振光通过光学系统接收或发射，偏振光在通过光学元件后其偏振态或多或少会发生变化，量子通信终端出射光束的偏振态的保持能力就成了评估出射光束质量的性能指标之一。

自由空间量子通信为了实现较远的传输距离，需要减小量子光束的发散角，量子通信终端一般采用大口径的望远镜实现量子光束的出射。在对量子通信终端的性能指标进行测试时，大口径的量子光束给偏振性能的检测带来了困难，传统的处理方法通常采用大口径的反射式平行光管对量子光束进行汇聚后再进行检测，但是，反射式平行光管的主镜的接光面为弧形面，且主镜表面设置有氧化硅保护层以及位于保护层以下的金属膜，量子光束照射到主镜的不同位置，金属膜对量子光束的偏振性能(或称为偏振态)的影响不同，而且反射式平行光管的次镜会引起量子光束的相位延迟，最终造成量子光束的偏振性能的退化，导致不能准确检测量子通信终端出射光束的消光比，进而不能准确评估所述量子通信终端出射光束的偏振性能的保持能力。

发明内容

本发明提供一种偏振光性能的检测装置和检测方法，可以提高待测偏振光束的消光比的检测准确度，有助于准确评估待测偏振光束的偏振性能。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种偏振光性能的检测方法。所述检测方法包括：

利用反射式平行光管接收一待测偏振光束并对所述待测偏振光束进行反射汇聚，形成汇聚偏振光束，其中，所述反射式平行光管包括相对设置的主镜和次镜，所述待测偏振光束入射到所述主镜的表面并反射汇聚，所述汇聚偏振光束以避开所述次镜的路径传播；

对所述汇聚偏振光束进行检偏，并根据设定偏振方向输出所述汇聚偏振光束中的偏振分量光束；

检测所述偏振分量光束的光强度，并通过调整检偏角度检测所述偏振分量光束的最大光强度值和最小光强度值；以及

计算所述待测偏振光束的消光比，所述消光比为所述偏振分量光束的最大光强度值和最小光强度值的比值。

可选的，所述待测偏振光束与所述主镜的中心轴具有大于零的设定倾斜角，以使得所述汇聚偏振光束以避开所述次镜的路径传播。

可选的，所述待测偏振光束为45°线偏振光束或-45°线偏振光束。

可选的，利用所述反射式平行光管接收所述待测偏振光束的步骤中，使所述待测偏振光束的入瞳矢量方向与所述待测偏振光束的偏振方向水平或正交。

可选的，所述主镜具有与所述次镜正相对的中心区域；利用所述反射式平行光管接收所述待测偏振光束的步骤中，所述待测偏振光束在所述主镜表面所形成的第二光斑的边界与所述主镜的中心区域边界相切。

本发明的另一方面还提供一种偏振光性能的检测装置。所述装置包括：