时域脉冲平衡零拍探测器的高精度自动平衡

作者：刘建强; 王旭阳; 白增亮; 李永民

来源：Acta Physica Sinica, 2016, 65(10): 28-34.

• 连续变量量子密钥分发
• 时域平衡零拍探测器
• 自动平衡控制

时域脉冲平衡零拍探测器能够直接对光场量子态的正交分量进行测量,是连续变量量子密钥分发系统的核心测量器件,其测量精度与密钥分发系统的额外噪声及安全密钥速率密切相关.本文理论分析了探测器双臂不平衡对测量精度的影响,并实验设计、研制了双臂可精确自动平衡的时域脉冲平衡零拍探测器.通过高精度控制探测器一臂的光纤圆环曲率半径,实现了光纤内部光场强度的精密衰减,进而获得了探测器的精确自动平衡.实验测试结果表明时域平衡零拍探测器双臂具有10-5以上的平衡精度,能够长时间稳定运行,有效避免了探测器的输出电压进入非线性区或饱和区.该探测装置可应用于连续变量量子密钥分发系统,有效降低由于量子态信号探测过程引入的额外噪声,提高系统的长期稳定性.

• 单位
  量子光学与光量子器件国家重点实验室; 山西大学