[发明专利]一种用于量子通信的光偏振态测量和控制系统

权利要求书

1.一种用于量子通信的光偏振态测量和控制系统，其包括偏振控制器、分振幅测量模块和控制模块，其中，

所述偏振控制器在待测光的传播方向上设置在所述分振幅测量模块之前，用于对所述待测光的偏振态进行补偿控制；

所述分振幅测量模块被配置成将一路所述待测光扩展为四路光信号并同时接收和处理所述四路光信号，以相应输出四路光强信号；

所述控制模块被配置成根据所述分振幅测量模块基于所述待测光输出的所述四路光强信号计算所述待测光的斯托克斯矢量的S₁、S₂和S₃分量中的第一分量和第二分量的唯一正确数值，以及第三分量的两个可能数值；其特征在于，

所述控制模块被进一步配置成：

控制所述偏振控制器在所述待测光上施加预定的偏振补偿以改变所述待测光的偏振态，以及根据所述分振幅测量模块基于经偏振补偿的所述待测光输出的四路光强信号从所述第三分量的两个可能数值中确定唯一正确数值，从而确定所述待测光的斯托克斯矢量；

对应于所述第三分量的两个可能数值，在以所述S₁、S₂和S₃分量为笛卡尔坐标系的邦加球上，确定与所述经预定偏振补偿的待测光的偏振态对应的两个可能点；以及计算所述两个可能点所表示的所述第一和第二分量的数值；

根据所述分振幅测量模块基于所述经预定偏振补偿的待测光输出的四路光强信号计算所述经预定偏振补偿的待测光的所述第一和第二分量的数值，并且将其分别与所述两个可能点所表示的所述第一和第二分量的数值进行比较；

根据由所述分振幅测量模块输出的光强信号计算出的所述经预定偏振补偿的待测光的所述第一和第二分量的数值与所述两个可能点所表示的所述第一和第二分量的数值之间的一致性，确定所述第三分量的两个可能数值中的所述唯一正确数值。

2.如权利要求1所述的光偏振态测量和控制系统，其中，所述偏振控制器为挤压式光纤偏振控制器。

3.如权利要求1所述的光偏振态测量和控制系统，其中，所述分振幅测量模块包括一个分束器、两个偏振分束器、一个半波片及四个光电探测器。

4.如权利要求3所述的光偏振态测量和控制系统，其中，在所述分振幅测量模块中，所述待测光经所述分束器分束成两路光信号，经所述分束器分束而成的所述两路光信号中的一路经所述两个偏振分束器之一被分束成两路光信号以分别进入所述四个光电探测器中的两个；经所述分束器分束而成的所述两路光信号中的另一路通过所述半波片后经所述两个偏振分束器中的另一个被分束成两路光信号以分别进入所述四个光电探测器中的另外两个。

5.如权利要求4所述的光偏振态测量和控制系统，其中，所述半波片相对于所述待测光的传播方向呈22.5°角放置。

6.如权利要求3所述的光偏振态测量和控制系统，其中，所述分束器为1:1的分束器。

7.如权利要求2所述的光偏振态测量和控制系统，其中，所述控制模块控制在所述挤压式光纤偏振控制器上施加半波电压，以在所述待测光上施加所述预定的偏振补偿。