[发明专利]光纤干涉环主动相位补偿方法、装置和量子密钥分发系统

说明书

本申请提供了一种光纤干涉环主动相位补偿方法、装置和量子密钥分发系统，该方法包括：基于温度传感器测量获得第一臂和第二臂上的预设测温点的实时温度；根据第一臂和第二臂的初始温度和实时温度计算第一臂和第二臂之间的相位差值；根据相位差值对第一臂或第二臂中的信号光的相位进行补偿；将经过补偿的两路信号光耦合输出，以得到相位补偿后的信号光。本申请的方法可以在不消耗更多码元进行监测的情况下完成对温度相位漂移的补偿，且所需电子设备均较为小型，便于集成化使用。

技术领域

本申请涉及量子通信技术领域，具体而言，涉及一种光纤干涉环主动相位补偿方法、装置和量子密钥分发系统。

背景技术

通过量子密钥分发的方式进行保密通信具有基于物理规则的绝对安全性，是非常有前景的保密通信手段。现有技术中，在量子密钥分发领域多使用光纤作为信道进行通信，发明人在研究中发现，其中常用的相位编码方式因通信光纤所处环境的振动、温度变化等因素的影响，会导致携带信息的光量子相位产生漂移，导致误码。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于提供光纤干涉环主动相位补偿方法、装置和量子密钥分发系统，以减少通信系统中因环境因素影响导致的相位漂移。

第一方面，本申请提供一种光纤干涉环主动相位补偿方法，应用于光纤干涉环主动相位补偿装置，所述光纤干涉环主动相位补偿装置包括干涉环和多个温度传感器，其中，所述干涉环包括基于光纤光路构成的第一臂和第二臂，各个温度传感器设于所述第一臂和所述第二臂上；待处理信号光经分束后分别进入所述第一臂和所述第二臂中；所述方法包括：

基于所述温度传感器测量得到所述第一臂和所述第二臂上的预设测温点的实时温度；

根据所述第一臂和所述第二臂的初始温度和所述实时温度计算所述第一臂和所述第二臂之间的相位差值；

根据所述相位差值对所述第一臂或所述第二臂中的信号光进行相位补偿；

将经过补偿的两路信号光耦合输出，以得到相位补偿后的信号光。

在可选的实施方式中，所述基于所述温度传感器测量获得所述第一臂和所述第二臂上的预设测温点的实时温度的步骤之前，还包括：

调整所述第一臂和所述第二臂的臂长以使两臂的相位差达到预设相位差标准值，及测量得到所述第一臂和所述第二臂各自的初始臂长；

测量得到所述第一臂和所述第二臂在所述预设测温点的初始温度。

在可选的实施方式中，所述根据所述第一臂和所述第二臂的初始温度和所述实时温度计算所述第一臂和所述第二臂之间的相位差值的步骤，包括：

根据所述第一臂和所述第二臂的初始温度和所述实时温度按照第一公式计算所述第一臂和所述第二臂的实时臂长；

根据所述第一臂和所述第二臂的实时臂长按照第二公式计算所述相位差值。

在可选的实施方式中，所述第一公式为：

其中，α为所述光纤的热膨胀系数，T_a1为所述第一臂的实时温度，T_a0为所述第一臂的初始温度；T_b1为所述第二臂的实时温度，T_b0为所述第二臂的初始温度；L_a0为所述第一臂的初始臂长，L_b0为所述第二臂的初始臂长；L_a1为所述第一臂的实时臂长，L_b1为所述第二臂的实时臂长。

在可选的实施方式中，所述第二公式为：