[发明专利]快速偏振反馈控制方法和装置

说明书

本发明公开了一种快速偏振反馈控制方法，用于根据探测器的探测信号实现电偏振控制器的控制信号输出，使用双阈值检验的条件作为由偏振调节周期到成码周期切换的监测条件，即测量到一次偏振评价函数值F值大于高阈值后，暂停电偏振控制器调节，然后连续测量规定的次数，如果结果均大于低阈值，则进入成码周期，其中，I_H(H)、I_H(V)分别为测量H光时H、V探测器的读数，I_P(P)、I_P(N)分别为测量P光时P、N探测器上的读数。本发明还提供了一种采用上述控制方法的装置。本发明具有以下优点：实现不需要延时，对电偏振控制器进行连续调节，提高了偏振补偿的效率。

技术领域

本发明涉及一种量子通信领域，更具体涉及量子通信领域中的快速偏振反馈控制技术。

背景技术

在量子通信过程中使用基于微处理器快速偏振反馈装置进行快速偏振反馈调节时，本系统以DSP为例，系统装置包括DSP(数字信号处理器)、FPGA(现场可编程门阵列)、ADC(模数转换器)，其中DSP(数字信号处理器)和ADC(模数转换器)连接到FPGA(现场可编程门阵列)，量子密钥分发装置接收端的探测器连接到FPGA(现场可编程门阵列)，DSP(数字信号处理器)的输出端连接到量子密钥分发装置接收端的电偏振控制器。通过对参考光偏振态变化进行实时监测，调节光纤链路中的电偏振控制器，从而实现对光纤链路中量子密钥分发光子的偏振态进行跟踪补偿。

挤压式偏振控制器的迟滞和蠕变效应导致两次调节之间需要延时，难以实现悬空光缆中快速变化的偏振态的实时补偿。

外场很多扰动是极其短暂和频繁的，有些极短的扰动对量子密钥分发装置的影响不是很大，但是会被现有的算法和调节流程检测出来，进入调节循环，从而使系统长期处于调节状态，量子密钥分发装置不进行成码，降低工作效率。此外，使用统计值作为判断偏振反馈是否完成的条件，需要消耗的时间较长，此时偏振态已经发生较大的变化，会导致到下一次偏振调节之前的成码时间变短。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供了一种能够使偏振控制器可以被实时调节的快速偏振反馈控制方法及装置。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：一种快速偏振反馈控制方法，应用于基于BB84的量子密钥分发系统中，用于根据探测器的探测信号实现电偏振控制器的控制信号输出，使用双阈值检验的条件作为由偏振调节周期到成码周期切换的监测条件，即测量到一次偏振评价函数值F值大于高阈值后，暂停电偏振控制器调节，然后连续测量规定的次数，如果结果均大于低阈值，则进入成码周期，其中，I_H(H)、I_H(V)分别为测量H光时H、V探测器的读数，I_P(P)、I_P(N)分别为测量P光时P、N探测器上的读数。

具体的偏振控制方法如下：

步骤1：根据探测器的读数计算偏振评价函数值F，每规定次读数中，低于较低阈值的值超过规定个数后，就立即进入偏振调节周期，此时通过信息交互通知量子密钥分发装置停止基矢比对，放弃偏振调节周期的读数；

步骤2：在偏振调节时，增加或减少电偏振控制器中某个挤压轴的偏压值，计算偏振评价函数值F，寻找该轴上偏振评价函数的极大值，在寻找到该轴上偏振评价函数的极大值时认为该轴调节完毕；在偏振调节过程中，发现某次偏振评价函数值超过了高阈值，那么暂停调节，连续读取规定次数的读数，若规定次数的读数之内出现了小于低阈值的情况，则继续单轴调节；若读数均超过低阈值则跳出偏振调节周期进入成码周期，此时通过信息交互通知量子密钥分发装置开始正常工作；若偏振调节过程中某一轴调节完成后依旧没有出现跳出偏振调节周期的情况，则切换下一个轴，然后回到偏振调节的工作。

优化的，所述步骤1中，根据探测器的读数计算偏振评价函数值，每30次读数中，低于低阈值的值超过10个后，就立即进入偏振调节周期。