星地量子光通信單光子捕獲概率研究.pdf

1、衛(wèi)星光通信是衛(wèi)星通信技術(shù)中一個新的發(fā)展方向。它是指利用激光光束作為信息載體在衛(wèi)星-地面站和衛(wèi)星間建立光通信鏈路。量子密碼術(shù)，更確切地說是量子密鑰分配，它是最近二十年發(fā)展起來的一種新的通信技術(shù)，它利用量子特性來得到或提高通信的保密性。采用單光子通信技術(shù)的量子密碼通信，是最有可能首先得到實際應(yīng)用的量子通信技術(shù)。將量子密碼術(shù)與衛(wèi)星光通信相結(jié)合，進行衛(wèi)星光通信中的量子密鑰分配技術(shù)研究，是一項非常有意義的研究工作。
　　單光子捕獲技術(shù)是自由

2、空間量子密鑰分配的關(guān)鍵技術(shù)。對于單光子捕獲，一個重要問題就是單光子捕獲概率問題。本論文以衛(wèi)星光通信為背景，對星地量子光通信單光子捕獲概率進行研究。主要包括以下幾方面：
　　進一步建立基于厄米-高斯光束處于TEM20、TEM02、TEM30、TEM03及TEM11模式下的單光子捕獲概率理論模型，通過數(shù)值仿真給出厄米-高斯光束處于不同模式下單光子捕獲概率的大小，為最佳模式選擇提供理論依據(jù)。給出時間濾波的具體物理模型，將該模型與數(shù)值仿真

3、結(jié)果相結(jié)合，分析在進行單光子捕獲時需淘汰的模式及最佳模式，以及其它各種模式的實際應(yīng)用價值。另外，結(jié)合時間濾波的物理模型分析基于拉蓋爾-高斯光束各模式下的單光子捕獲概率。
　　對于星地激光鏈路，還需要考慮大氣因素對單光子捕獲概率的影響。本文主要研究了大氣衰減效應(yīng)對單光子捕獲概率的影響，對已建立的單光子捕獲概率理論模型進行了修正，基于修正后的理論模型進行了相應(yīng)的仿真分析，得出經(jīng)大氣衰減后單光子捕獲概率的量級為10-4~10-6。最后對