用于量子通信系统的基矢自动调节装置及调节方法

摘要

本专利公开了一种用于量子通信系统的基矢自动调节装置及调节方法，该系统主要应用于量子通信中实现对基矢调节的自动控制，并适用于需要基矢调节的各种激光通信系统中。本系统中引入一种特定的称为基矢的正交二维坐标系作为判断光子偏振态的标准，并且整个通信系统中用于判断信号光偏振状态的坐标系一致。基矢自动调节系统可以解决信号光在量子通信中由于跟踪时望远镜方位变化而产生偏振方向变化的问题，从而保证接收端在特定的基矢标准下能正确检测出信号光的偏振状态，保证空间尺度量子通信自由顺利的运行。

主权项

一种用于量子通信系统的基矢自动调节装置，它包括旋转电机组件（1）、半波片（2）、电机控制器（3）、实时控制器（4）和量子通信系统（5）中的旋转变压器（5‑1），其特征在于：所述的旋转电机组件（1）由旋转电机、光电编码器和半波片安装基座组成，半波片安装基座通过蜗杆—蜗轮传动副与旋转电机连接，负责测量旋转电机组件旋转位置的光电编码器安装在旋转电机上，光电编码器的测量精度达到0.1度，旋转电机采用可控的直流电机或者步进电机，反应速度优于0.3秒，旋转电机通过蜗杆—蜗轮传动副带动半波片安装基座旋转，半波片安装基座的旋转精度为0.1度；所述的旋转变压器（5‑1）是两个旋转变压器，分别安装在量子通信系统（5）中望远镜的俯仰轴和水平轴上，用于读取望远镜水平方位角和俯仰角数据，旋转变压器的数据读出精度为0.1度；旋转电机组件（1）安装在量子通信系统（5）中望远镜的后光路中，半波片（2）安装在旋转电机组件（1）中的半波片安装基座上，电机控制器（3）通过数据线连接到旋转电机组件上以便于读取光电编码器数据和控制旋转电机，实时控制器（4）通过一根数据线连接旋转变压器（5‑1）读取望远镜空间角数据，通过另外一根数据线连接电机控制器（3）来向电机控制器发送控制信号；实时控制器（4）通过旋转变压器（5‑1）实时读取望远镜的位置；再根据算法计算出信号光偏转的角度以及半波片需要旋转的角度，生成控制信号发送给电机控制器（3），旋转电机组件（1）通过光电编码器测得半波片（2）的旋转位置，电机控制器（3）收到控制信号后根据光电编码器测得的半波片位置， 控制电机将半波片（2）旋转到适当位置，将信号光旋转到恰当的偏振状态，以便于量子通信系统（5）能通过基矢正确检测出量子光的偏振信息。