[发明专利]基于直波导调制器的偏振控制系统、方法及量子密钥分发系统

权利要求书

1.一种基于直波导调制器的偏振控制系统，其包括串联的第一相位预调制单元和第二相位预调制单元，以及相位调制信号源；

所述第一相位预调制单元包括第一直波导调制器，其具有第一电光晶体和电极；

所述第二相位预调制单元包括第二直波导调制器，其具有第二电光晶体和电极；

所述相位调制信号源被设置成：向所述第一直波导调制器提供第一相位调制信号，以便在所述第一电光晶体上形成第一调制电场，所述第一调制电场用于信号光且具有第一方向；以及向所述第二直波导调制器提供第二相位调制信号，以便在所述第二电光晶体上形成第二调制电场，所述第二调制电场用于所述信号光且具有第二方向；

所述第一相位预调制单元被设置成使所述信号光在所述第一电光晶体中分成作为o光传播的第一水平偏振光分量和作为e光传播的第一垂直偏振光分量；

所述第二相位预调制单元被设置成接收由所述第一相位预调制单元输出的所述第一水平偏振光分量和所述第一垂直偏振光分量，并使所述第一水平偏振光分量在所述第二电光晶体中作为e光传播，所述第一垂直偏振光分量在所述第二电光晶体中作为o光传播；其中，

所述第一方向与所述第一电光晶体的o光偏振方向平行，所述第二方向与所述第二电光晶体的o光偏振方向平行，且所述第一方向关于所述第一电光晶体的o光偏振方向所在直线的相对方向与所述第二方向关于所述第二电光晶体的o光偏振方向所在直线的相对方向彼此相反；或者，所述第一方向与所述第一电光晶体的e光偏振方向平行，所述第二方向与所述第二电光晶体的e光偏振方向平行，且所述第一方向关于所述第一电光晶体的e光偏振方向所在直线的相对方向与所述第二方向关于所述第二电光晶体的e光偏振方向所在直线的相对方向彼此相反。

2.如权利要求1所述的偏振控制系统，其中，所述第一电光晶体和所述第二电光晶体具有相同的长度L、电光系数γ、o光折射率n_o和e光折射率n_e，且所述第一调制电场和所述第二调制电场具有相同的电场强度。

3.如权利要求1所述的偏振控制系统，其中，所述第一直波导调制器和所述第二直波导调制器相同，且所述第一相位调制信号和所述第二相位调制信号具有相同的电压值。

4.如权利要求1所述的偏振控制系统，其中，在所述第二相位预调制单元中，所述第二直波导调制器被定位成使所述第二电光晶体的o光偏振方向与所述第一电光晶体的o光偏振方向正交。

5.如权利要求1所述的偏振控制系统，其中，所述第二相位预调制单元还包括偏振方向调节组件，其设置在所述第二直波导调制器之前以使所述第一水平偏振光分量和所述第一垂直偏振光分量的偏振方向发生90度旋转；并且所述第二直波导调制器被定位成使所述第二电光晶体的o光偏振方向与所述第一电光晶体的o光偏振方向平行。

6.如权利要求5所述的偏振控制系统，其中，所述偏振方向调节组件为半波片、旋光元件或者法拉第旋转片。

7.如权利要求5所述的偏振控制系统，其中，所述第二相位预调制单元还包括光束平移器；并且，所述第一相位预调制单元和所述第二相位预调制单元并排设置。

8.如权利要求7所述的偏振控制系统，其中，所述光束平移器具有直角三棱镜结构或者椭球面反射镜结构。

9.如权利要求8所述的偏振控制系统，其中，所述直角三棱镜结构由单个直角三棱镜或者两个直角三棱镜组成；或者所述椭球面反射镜的两个焦点分别与所述第一电光晶体和所述第二电光晶体的末端中心位置重合。

10.如权利要求1-9中任一项所述的偏振控制系统，所述相位调制信号源包括用于输出所述第一相位调制信号的第一输出端和用于输出所述第二相位调制信号的第二输出端；或者，所述相位调制信号源具有输出端，所述输出端电连接所述第一直波导调制器的所述电极中的一个，所述第一直波导调制的所述电极中的所述一个经由电延迟线电连接所述第二直波导调制器的所述电极中的一个。