一种量子-经典信号共纤传输装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种量子

【技术实现步骤摘要】
一种量子
‑
经典信号共纤传输装置


[0001]本专利技术涉及量子与经典信号共纤传输
，尤其是指一种量子
‑
经典信号共纤传输装置。

技术介绍

[0002]当前，量子与经典信号共纤传输的主要方案包括波分复用、时分复用、空分复用等。其中，波分复用方案利用波长自由度，基于波分复用器实现量子信号和经典信号的合波与分波，这种共纤传输技术最为成熟，应用也最为广泛。时分复用利用时间自由度，基于发射时间的精确控制，实现在同一根光纤中的不同时刻分别传输量子信号和经典信号，这种方案因为对量子和经典通信设备改动太大，而且需要两者紧耦合，因此实现最为复杂；而空复用共纤利用空间自由度，基于少模光纤或者多芯光纤将量子信号和经典信号耦合进同一根光纤中，这种方案的实际应用依赖于少模光纤或者多芯光纤的大规模部署。现有量子
‑
经典共纤传输方案的缺陷主要在于：(1)波分复用方案：需对经典设备、量子设备、光器件做较大改动，并且需要量子信号与经典信号不同波长；(2)时分复用方案：需对量子和经典信号的发射和接收时序做稳定、精确的控制，特别对于高速系统实现起来特别困难。也涉及到对设备的较大改动；(3)空分复用方案：需要将已经大规模铺设的标准单模光纤替换为少模光纤或者多芯光纤，涉及对光传输线路介质的较大改动。
[0003]由于时分复用和空分复用方案在实际应用中较少，本专利重点分析波分复用方案。对于波分复用共纤传输方案，在同一根光纤中传输的经典信号产生的串扰噪声光、自发拉曼散射噪声光和四波混频噪声光会对量子通信系统的信噪比产生很大的影响，需要采取措施抑制这些经典噪声(即由经典信号与光纤相互作用产生的噪声)。例如，已有方案采取了诸如降低经典信号光发射功率、优化波长分配、增加窄带滤波器和减小单光子探测器门宽等降噪方法。但是这些降噪方案通常需要对经典通信设备、量子通信设备和光器件进行改造，例如降低经典信号光发射光功率需要对经典通信设备发射端增加可调光衰减器，在接收端增加光放大器，需要修改经典通信设备中的光功率控制单元；增加窄带滤波器需要在量子通信设备接收端前增加光滤波器；减小单光子探测器门宽需要修改量子通信设备中单光子探测器的门控电路；优化波长分配需要把标准的波分复用器改造为支持特定输入波长的光器件，这些都增加了量子信号与经典信号共纤传输的技术实施难度和成本。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术中存在的不足，提供一种量子
‑
经典信号共纤传输装置，其能在共纤传输时自动免疫经典噪声，且无需对经典和量子系统设备进行改造，易于实现，降低技术实施难度和生产成本。
[0005]按照本专利技术提供的技术方案，所述量子
‑
经典信号共纤传输装置包括：
[0006]第一经典信号发射器，发射第一经典信号至第一通道；
[0007]第一通道选择器，将所述第一通道中的第一经典信号传输至第二通道；
[0008]第二通道选择器，将所述第二通道中的第一经典信号传输至第五通道；
[0009]第一经典信号接收器，接收所述第五通道中的第一经典信号；
[0010]量子信号发射器，发射量子信号至第四通道；
[0011]其中，所述第四通道中的量子信号由所述第二通道选择器传输至所述第二通道；所述第二通道中的量子信号由所述第一通道选择器传输至第三通道；
[0012]量子信号接收器，接收所述第三通道中的量子信号；
[0013]第二经典信号发射器，发射第二经典信号；
[0014]第二经典信号接收器，接收第二经典信号。
[0015]在本专利技术的一个实施例中，所述第一通道选择器以及第二通道选择器均包括三个端口，所述第一通道选择器的三个端口分别与第一通道、第二通道以及第三通道连接，所述第二通道选择器的三个端口分别与第二通道、第四通道以及第五通道连接。
[0016]在本专利技术的一个实施例中，还包括第一二向色镜，所述第一二向色镜连接在所述第一通道选择器与量子信号发射器之间。
[0017]在本专利技术的一个实施例中，所述量子信号波长在所述第一二向色镜的透光波长范围内。
[0018]在本专利技术的一个实施例中，所述第一经典信号发射器与量子信号接受器位于所述第二传输通道的同一侧，所述第一经典信号接收器与量子信号发射器位于所述第二传输通道的另一侧。
[0019]在本专利技术的一个实施例中，所述第二通道为共纤通道，所述第二通道由单模光纤制备而成。
[0020]在本专利技术的一个实施例中，所述第一通道选择器以及第二通道选择器均为光环形器。
[0021]在本专利技术的一个实施例中，还包括光滤波器，所述光滤波器连接在所述第一通道选择器与量子信号发射器之间。
[0022]在本专利技术的一个实施例中，所述量子信号波长在所述光滤波器的透光波长范围内。
[0023]本专利技术还提供一种量子
‑
经典信号共纤传输装置，其包括：
[0024]第一经典信号发射器，发射第一经典信号至第一通道；
[0025]第一通道选择器，将所述第一通道中的第一经典信号传输至第三二向色镜；
[0026]第二二向色镜，透射所述第三二向色镜的第一经典信号经过第二通道后透射所述第二二向色镜；
[0027]第二通道选择器，将透射所述第二二向色镜的第一经典信号传输至第五通道；
[0028]第一经典信号接收器，接收所述第五通道中的第一经典信号；
[0029]量子信号发射器，发射量子信号至第四通道；
[0030]其中，所述第四通道中的量子信号由所述第二通道选择器传输至所述第二二向色镜；所述量子信号透射第二二向色镜后传输至所述第二通道，第二通道中的量子信号透射所述第三二向色镜后由所述第一通道选择器传输至第三通道；
[0031]量子信号接收器，接收所述第三通道中的量子信号；
[0032]第二经典信号发射器，发射第二经典信号至所述第二二向色镜，所述第二经典信
号经所述第二二向色镜反射至所述第二通道；
[0033]第二经典信号接受器，接受第二通道中由所述第三二向色镜反射的第二经典信号。
[0034]本专利技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
[0035]1、设置第一通道选择器和第二通道选择器在共纤传输时自动免疫串扰噪声和前向自发拉曼散射噪声；
[0036]2、设置第一二向色镜基于波长对光传输方向的自动选择，自动免疫反向自发拉曼散射噪以及四波混频噪声；
[0037]3、基于路径自由度实现量子
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经典信号共纤传输；无需人工干预，从原理上即可将主要的经典噪声强度抑制到最低，相比现有方案，无需对经典和量子系统设备进行改造，易于实现，降低技术实施难度和生产成本。
[0038]4、本专利技术装置在共纤传输时，量子信号与经典信号可以同波长，也可以波长不相同。
附图说明
[0039]为了使本专利技术的内容更容易被清楚的理解，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种量子
‑
经典信号共纤传输装置，其特征在于，包括：第一经典信号发射器，发射第一经典信号至第一通道；第一通道选择器，将所述第一通道中的第一经典信号传输至第二通道；第二通道选择器，将所述第二通道中的第一经典信号传输至第五通道；第一经典信号接收器，接收所述第五通道中的第一经典信号；量子信号发射器，发射量子信号至第四通道；其中，所述第四通道中的量子信号由所述第二通道选择器传输至所述第二通道；所述第二通道中的量子信号由所述第一通道选择器传输至第三通道；量子信号接收器，接收所述第三通道中的量子信号；第二经典信号发射器，发射第二经典信号；第二经典信号接收器，接收第二经典信号。2.一种量子
‑
经典信号共纤传输装置，其特征在于，包括：第一经典信号发射器，发射第一经典信号至第一通道；第一通道选择器，将所述第一通道中的第一经典信号传输至第三二向色镜；第二二向色镜，透射所述第三二向色镜的第一经典信号经过第二通道后透射所述第二二向色镜；第二通道选择器，将透射所述第二二向色镜的第一经典信号传输至第五通道；第一经典信号接收器，接收所述第五通道中的第一经典信号；量子信号发射器，发射量子信号至第四通道；其中，所述第四通道中的量子信号由所述第二通道选择器传输至所述第二二向色镜；所述量子信号透射第二二向色镜后传输至所述第二通道，第二通道中的量子信号透射所述第三二向色镜后由所述第一通道选择器传输至第三通道；量子信号接收器，接收所述第三通道中的量子信号；第二经典信号发射器，发射第二经典信号至所述第二二向色镜，所述第二经典信号经所述第二二向色镜反射至所述第二通道；第二经典信号接受器，接受第二通道中由所述第三二向色镜反射的第二经...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵良圆，徐东，伍千军，梁洪源，韦峥，
申请(专利权)人：江苏亨通问天量子信息研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：