光纖系統(tǒng)中單光子相位干涉的研究.pdf

1、相位干涉測量廣泛應(yīng)用于通訊、生產(chǎn)制造等需要高精度測距、測向的領(lǐng)域。通過測量干涉光強(qiáng)即可獲得對應(yīng)的相對相位信息及與之相關(guān)的路徑信息。單光子相位干涉測量是通過在空間某位置觀察單光子干涉情況來獲得強(qiáng)度變化特性。將單光子相位干涉用在保密通信中，能夠用相位編碼需要傳輸?shù)男畔?，在接收端通過觀察單光子干涉情況獲得單光子所攜帶的相位信息，進(jìn)而獲得密鑰。單光子行為符合量子力學(xué)定理，具有不可分割性和不可克隆性，單光子充當(dāng)載體的量子密鑰分配是被證明是絕對安全

2、的Vernam一次一密密鑰分配在量子領(lǐng)域的實(shí)現(xiàn)，具有理論上絕對安全性。相位編碼的量子密鑰傳輸幾乎不受光纖中雙折射效應(yīng)的影響，在光纖量子密碼分配中有很高的實(shí)用價值。基于光纖單光子邊帶相位編碼的密鑰分發(fā)裝置是在發(fā)送端和接受端分別使用電光相位調(diào)制器編碼和解碼相位信息，與通常使用光路延遲編碼相位的方案相比消除了因光纖熱漂移帶來的不穩(wěn)定因素。但實(shí)際應(yīng)用中，由于調(diào)制晶體和光纖易受外界環(huán)境的影響，需要解決電光相位調(diào)制器的相對相位鎖定與FP腔的單光子鎖

3、定的問題。
　　本文基于光纖單光子邊帶相位干涉實(shí)驗，從理論上分析了單光子在光纖傳輸中的特性，在分析誤碼率與相位干涉可視度的關(guān)系基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)可視度最大時誤碼率最小，通過數(shù)值模擬得到當(dāng)兩個相位調(diào)制器的調(diào)制比相等時獲得最大可視度。我們針對目前單光子相位干涉存在的問題進(jìn)行了以下主要研究:
　　(1)分析了雙方電光相位調(diào)制器的最佳調(diào)制系數(shù)比，并針對隨時間隨機(jī)變化的相位噪聲特性，提出了利用調(diào)制解調(diào)技術(shù)快速跟蹤相位并將其鎖定在最佳系統(tǒng)對比度