[发明专利]一种波导温度控制方法及系统

说明书

本发明适用于量子探测和量子通信技术领域，尤其涉及一种波导温度控制方法及系统。方法包括：获取波导正常工作后波导的工作温度和探测器计数率；若探测器计数率的变化率超出变化率设定范围，则控制波导的工作温度在当前工作温度的第一温度设定范围内扫描；找出第一温度设定范围内，探测器计数率最大时对应的第一温度，将所述第一温度作为波导的最佳工作温度；以最佳工作温度控制波导温度。本发明控制精确，而且更加高效，同时该方法应用于阵列相机等多通道场合，可节省大量的人工成本且可避免人为误差。

技术领域

本发明适用于量子探测和量子通信技术领域，尤其涉及一种波导温度控制方法及系统。

背景技术

周期性极化铌酸锂（PPLN）波导作为量子通信、量子探测领域的核心器件之一，具有整体损耗低、转换效率高等优势，特别是其内部转换效率可以达到高于90%的水平，是解决量子信息领域频率差异难题的最佳选择。基于逆向质子交换的PPLN波导因其折射率变化适中、光斑模式可控以及易于实现长芯片的制程等特点，已实现商业应用。

由于PPLN波导对于温度的敏感性，温度的变化会导致通过该波导的信号光的转化率发生变化，进而影响最终的信号光探测效率。对于特定波长的光信号，需要将波导控制在特定温度下，以保证其高效可靠的频率转换，因此，对波导温度的控制在量子领域尤其重要。

目前，对波导温度的控制采用TEC驱动器，并且TEC驱动器多采用成品模块，其要达到所需要的温度只能通过手动调节，成品模块不仅体积大，价格昂贵，而且其一旦用于设备内部则无法进行温度调节。

同时，基于手动调节温度，使得波导工作在最佳工作点的调温方式，不仅耗时耗力，且不可避免的存在人为误差。而且，在实验过程中发现如果PPLN波导长时间工作，其最佳工作温度点会发生偏移，导致单光子探测器针对信号光的探测效率有所下降，尤其是当PPLN波导应用于多通道单光子阵列相机时，每个通道均需要通过调节温度找到最佳工作温度点，如果长时工作情况下进行温度调节，工作量随着通道数增加急剧增加。

综上，现有的波导温度调节方式效率低、可靠性差。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种波导温度控制方法及系统，以解决现有的波导温度调节方式效率低、可靠性差的问题。

第一方面，提供一种波导温度控制方法，包括以下步骤：获取波导正常工作后波导的工作温度以及探测器计数率；若探测器计数率的变化率超出变化率设定范围，则控制波导的工作温度在当前工作温度的第一温度设定范围内扫描；找出第一温度设定范围内，探测器计数率最大时对应的第一温度，将所述第一温度作为波导的最佳工作温度；以最佳工作温度控制波导温度。

第二方面，提供一种波导温度控制系统，包括：探测器计数率检测装置，用于检测探测器计数率；温度检测装置，用于检测波导的工作温度；温度调节装置，用于调节波导的工作温度；温度控制装置，包括控制器和温度控制电路，探测器计数率检测装置和温度检测装置连接控制器的输入端，控制器的输出端连接温度控制电路的输入端，温度控制电路的输出端连接温度调节装置，控制器包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的波导温度控制方法。

本发明的波导温度控制方法及系统与现有技术相比存在的有益效果是：本发明基于探测器计数率的变化反映出波导的最佳工作温度已发生漂移，进而通过控制波导在当前工作温度的基础上进行自动调节，找出最佳工作温度，相比于手动调节不仅控制更精确，而且更加高效。同时该方法应用于阵列相机等多通道场合，可节省大量的人工成本且可避免人为误差。

进一步地，上述波导温度控制方法及系统中，波导正常工作前，还包括确定波导的初始最佳工作温度的步骤：光源稳定后，控制波导的工作温度在第二温度设定范围内扫描；找出第二温度设定范围内，探测器计数率最大时对应的第二温度，将所述第二温度作为波导的初始最佳工作温度。