[发明专利]量子通信中的高消光比脉冲激光控制系统及其控制方法

摘要

本发明提供了一种量子通信中的高消光比脉冲激光控制系统及其控制方法，该系统包括同步时钟源部分、延时和放大电路部分和反馈稳压电路部分，其中同步时钟源部分产生一路占空比可调的方波调制信号和一路占空比为50％的同步信号，其中占空比可调的方波调制信号用于激光器的直接调制，同步信号用于电光强度调制器模块的外调。本发明既能提供高消光比的符合连续变量量子通信的脉冲激光源，又经济可靠，简单易行。

主权项

一种量子通信中的高消光比脉冲激光控制系统，其特征在于，包括：同步时钟源模块，产生一路占空比可调的方波调制信号，经过去抖模块对时钟进行去抖处理，提高时钟输出的质量，然后经过时钟分发模块产生两路频率相同、占空比相同、相位相同的脉冲时钟信号；其中一路脉冲时钟信号经过激光器驱动电路模块用于激光器的直接调制，另一路脉冲时钟信号经过延时电路模块、RF放大电路模块用于电光强度调制器模块的外调制；激光器驱动电路模块，是将脉冲调制信号放大至恒流脉冲信号以驱动激光器模块，实现激光器输出的脉冲激光信号光功率稳定；延时电路模块，是使得作用于电光强度调制器模块的外调制信号同步调制经过电光强度调制器模块的激光脉冲信号；延时电路模块计算时钟分发部分输出时钟信号到激光器输出脉冲激光到达电光强度调制器模块的延时时间，再计算时钟分发部分输出时钟信号到达电光强度调制器模块的延时时间；时钟分发模块，将同步时钟源部分输出的占空比可调脉冲信号，分发为两路频率、相同、占空比相同、相位相同的脉冲信号，一路接入激光器驱动电路直接调制激光器，另一路接入延时电路模块；RF放大电路模块，是将脉冲调制信号放大至电光强度调制器模块的半波电压；半导体制冷模块，根据激光器的参数，设置激光器工作的最优温度；电光强度调制器模块，通过控制电光强度调制器模块的外调制信号，使其在激光脉冲通过时，同步调制电光强度调制器模块，直接调制消光比与电光强度调制器模块消光比累计可实现高达60～80dB消光比的脉冲激光信号，满足量子通信中时分偏振复用对于本振光与量子光的隔离要求；反馈控制电路模块，通过分束器监控脉冲激光器的输出，并通过反馈控制算法将反馈量加载在偏置稳定模块上，通过偏置稳定模块输出可调的偏置电压，使得脉冲激光器可以稳定的输出；电源模块，用于给系统里的各模块提供高精度、低纹波的直流电源；人机交互模块，用于提供人机界面，实时反馈系统工作状态或根据需要动态调整脉冲激光器的相关参数；偏置稳定模块，电光强度调制器模块的偏置点受温度影响会有飘移，电光强度调制器模块的正常工作需要实时跟踪偏置点的变化，电光强度调制器模块的输出激光信号经过99：1的光分束器，99％分支激光输出作为整个高消光比脉冲激光器的输出，1％的分支激光输出接入偏置稳定模块，偏置稳定模块监控脉冲激光器的输出并通过反馈控制算法将反馈量加载在电光强度调制器模块的偏置稳定模块上，实时跟踪电光强度调制器模块的偏置点，使得脉冲激光器稳定的输出。