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基于硅基光电子芯片的低损耗动态偏振控制器
1
作者
赵倩如
王旭阳
+5 位作者
贾雁翔
张云杰
卢振国
钱懿
邹俊
李永民
《物理学报》
SCIE
EI
CSCD
北大核心
2024年第2期181-191,共11页
动态偏振控制器能够实现输入光场任意偏振态到输出光场任意偏振态的控制,可以动态补偿长距离单模光纤导致的双折射效应,是量子通信和相干通信系统中的重要器件.本文设计并实验验证了基于硅基光电子芯片的低损耗动态偏振控制器,芯片采用...
动态偏振控制器能够实现输入光场任意偏振态到输出光场任意偏振态的控制,可以动态补偿长距离单模光纤导致的双折射效应,是量子通信和相干通信系统中的重要器件.本文设计并实验验证了基于硅基光电子芯片的低损耗动态偏振控制器,芯片采用标准的绝缘体上硅工艺制作,器件整体尺寸为5.20 mm×0.12 mm×0.80 mm,整体损耗为5.7 dB,最大功耗为0.2W.基于可变步长.模拟退火算法、低噪声探测器和高静态消光比的器件,动态偏振消光比可锁定至30 dB以上.芯片采用热相移器对TE0光场的相位延迟量进行控制,整体为0°/45°/0°/45°结构,可实现无端偏振控制.基于Lumerical软件对核心部件偏振旋转分束结构进行了优化,该结构将以端面耦合方式进入波导中的TM0模式光场转化至另一波导中的TE0模式光场,而原单波导中TE0模式光场不发生转化,实验测得动态偏振控制器的静态偏振消光比可达40 dB以上.该器件具有小体积、低功耗和低成本的特点,可以广泛应用于量子通信和相干通信等领域,特别是需要考虑体积、功耗和成本的应用场合.
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关键词
动态偏振控制器
偏
振
旋转分束
偏
振
消光比
硅基光芯片
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职称材料
连续变量量子密钥分发系统中动态偏振控制研究
被引量：
2
2
作者
张光伟
白建东
+3 位作者
颉琦
靳晶晶
张永梅
刘文元
《物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第6期119-127,共9页
连续变量量子密钥分发系统中,本地光场和信号光场采用时分复用,偏振复用方式通过长距离单模光纤传输.外界复杂环境会使单模光纤产生双折射效应,导致本地光场和信号光场的偏振态漂移,严重影响接收端平衡零拍探测结果.因此,高效动态偏振...
连续变量量子密钥分发系统中,本地光场和信号光场采用时分复用,偏振复用方式通过长距离单模光纤传输.外界复杂环境会使单模光纤产生双折射效应,导致本地光场和信号光场的偏振态漂移,严重影响接收端平衡零拍探测结果.因此,高效动态偏振控制单元是推动系统外场实用化进程的关键技术.本文理论上证明了系统接收端仅考虑任意偏振消光比输出时,偏振控制单元只需两个控制自由度即可.在此基础上将贝叶斯参数估计方法有效融入混沌-猴群算法,同时在现场可编程逻辑门阵列硬件上实现控制算法,结合积分型光场探测器建立动态偏振控制单元,仿真和实验结果表明单次偏振控制静态消光比达到30 dB以上的平均周期为400μs.为了应对偏振态连续变化情况,将动态偏振控制单元集成到连续变量量子密钥分发系统,实验测试了偏振态扰动速率在0—2 krad/s范围内系统仍然能够正常运转.
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关键词
连续变量量子密钥分发
贝叶斯参数估计方法
猴群算法
动态偏振控制器
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职称材料
可光纤集成的相干态量子身份认证系统
被引量：
7
3
作者
何广强
曾贵华
+5 位作者
朱俊
张哲珅
王倩
周晓奇
钱旭东
彭进业
《中国激光》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2007年第7期924-929,共6页
报道了可光纤集成相干态量子身份认证实验系统。该系统采用偏振相干态的斯托克斯矢量作为量子信号载体,采用动态偏振控制器作为信号调制器,利用固有的相干态量子噪声保证系统的安全性。自行设计了脉冲激光驱动电路、微弱窄脉冲激光探测...
报道了可光纤集成相干态量子身份认证实验系统。该系统采用偏振相干态的斯托克斯矢量作为量子信号载体,采用动态偏振控制器作为信号调制器,利用固有的相干态量子噪声保证系统的安全性。自行设计了脉冲激光驱动电路、微弱窄脉冲激光探测电路、信号同步模块,采用Socket网络通信程序在TCP/IP局域网中实现了量子保密通信所需要的经典通信。该相干态量子身份认证系统采用的运行密钥为12位,每个光脉冲包含40000个光子,传输速率达到8kbit/s,合法用户间误码率(BER)小于10-4。每传输一个比特信息,攻击者所能窃取的信息量I(Alice,Eve)<10-14bit。
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关键词
量子光学
量子密码
量子身份认证
动态偏振控制器
相干态量子噪声
原文传递
题名
基于硅基光电子芯片的低损耗动态偏振控制器
1
作者
赵倩如
王旭阳
贾雁翔
张云杰
卢振国
钱懿
邹俊
李永民
机构
山西大学光电研究所
山西大学
浙江大学
出处
《物理学报》
SCIE
EI
CSCD
北大核心
2024年第2期181-191,共11页
基金
山西省应用基础研究计划(批准号:202103021224010)
山西省省筹资金资助回国留学人员科研项目(批准号:2022-016)
+3 种基金
航空科学基金(批准号:20200020115001)
国家自然科学基金(批准号:62175138,62205188,11904219)
量子光学与光量子器件国家重点实验室开放课题(批准号:KF202006)
山西省“1331”工程重点项目资助的课题。
文摘
动态偏振控制器能够实现输入光场任意偏振态到输出光场任意偏振态的控制,可以动态补偿长距离单模光纤导致的双折射效应,是量子通信和相干通信系统中的重要器件.本文设计并实验验证了基于硅基光电子芯片的低损耗动态偏振控制器,芯片采用标准的绝缘体上硅工艺制作,器件整体尺寸为5.20 mm×0.12 mm×0.80 mm,整体损耗为5.7 dB,最大功耗为0.2W.基于可变步长.模拟退火算法、低噪声探测器和高静态消光比的器件,动态偏振消光比可锁定至30 dB以上.芯片采用热相移器对TE0光场的相位延迟量进行控制,整体为0°/45°/0°/45°结构,可实现无端偏振控制.基于Lumerical软件对核心部件偏振旋转分束结构进行了优化,该结构将以端面耦合方式进入波导中的TM0模式光场转化至另一波导中的TE0模式光场,而原单波导中TE0模式光场不发生转化,实验测得动态偏振控制器的静态偏振消光比可达40 dB以上.该器件具有小体积、低功耗和低成本的特点,可以广泛应用于量子通信和相干通信等领域,特别是需要考虑体积、功耗和成本的应用场合.
关键词
动态偏振控制器
偏
振
旋转分束
偏
振
消光比
硅基光芯片
Keywords
dynamic polarization controller
polarization rotator and splitter
polarization extinction ratio
silicon photonics chip
分类号
TN40 [电子电信—微电子学与固体电子学]
O431.2 [机械工程—光学工程]
在线阅读
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职称材料
题名
连续变量量子密钥分发系统中动态偏振控制研究
被引量：
2
2
作者
张光伟
白建东
颉琦
靳晶晶
张永梅
刘文元
机构
中北大学半导体与物理学院物理系
出处
《物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第6期119-127,共9页
基金
国家自然科学基金(批准号:12104419,12104417,12104418)
山西省基础研究计划(批准号:20210302124689,20210302124161,20210302124025)资助的课题。
文摘
连续变量量子密钥分发系统中,本地光场和信号光场采用时分复用,偏振复用方式通过长距离单模光纤传输.外界复杂环境会使单模光纤产生双折射效应,导致本地光场和信号光场的偏振态漂移,严重影响接收端平衡零拍探测结果.因此,高效动态偏振控制单元是推动系统外场实用化进程的关键技术.本文理论上证明了系统接收端仅考虑任意偏振消光比输出时,偏振控制单元只需两个控制自由度即可.在此基础上将贝叶斯参数估计方法有效融入混沌-猴群算法,同时在现场可编程逻辑门阵列硬件上实现控制算法,结合积分型光场探测器建立动态偏振控制单元,仿真和实验结果表明单次偏振控制静态消光比达到30 dB以上的平均周期为400μs.为了应对偏振态连续变化情况,将动态偏振控制单元集成到连续变量量子密钥分发系统,实验测试了偏振态扰动速率在0—2 krad/s范围内系统仍然能够正常运转.
关键词
连续变量量子密钥分发
贝叶斯参数估计方法
猴群算法
动态偏振控制器
Keywords
continuous variable quantum key distribution
Bayesian parameter estimation method
monkey algorithm
dynamic polarization controller
分类号
O413 [理学—理论物理]
TN918.4 [电子电信—通信与信息系统]
在线阅读
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职称材料
题名
可光纤集成的相干态量子身份认证系统
被引量：
7
3
作者
何广强
曾贵华
朱俊
张哲珅
王倩
周晓奇
钱旭东
彭进业
机构
上海交通大学电子工程系区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室
西北大学电子工程系
出处
《中国激光》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2007年第7期924-929,共6页
基金
国家自然科学基金(60472018)
2006年度上海交通大学青年教师校内科研启动基金(A2831B)
+1 种基金
"十一五"国防基础科研项目(A3220061163)
上海交通大学第11期PRP项目(T03011030)资助课题
文摘
报道了可光纤集成相干态量子身份认证实验系统。该系统采用偏振相干态的斯托克斯矢量作为量子信号载体,采用动态偏振控制器作为信号调制器,利用固有的相干态量子噪声保证系统的安全性。自行设计了脉冲激光驱动电路、微弱窄脉冲激光探测电路、信号同步模块,采用Socket网络通信程序在TCP/IP局域网中实现了量子保密通信所需要的经典通信。该相干态量子身份认证系统采用的运行密钥为12位,每个光脉冲包含40000个光子,传输速率达到8kbit/s,合法用户间误码率(BER)小于10-4。每传输一个比特信息,攻击者所能窃取的信息量I(Alice,Eve)<10-14bit。
关键词
量子光学
量子密码
量子身份认证
动态偏振控制器
相干态量子噪声
Keywords
quantum optics
quantum cryptography
quantum identification
dynamic polarization controller
quantum noise of coherent state
分类号
O431.2 [机械工程—光学工程]
TN911.74 [电子电信—通信与信息系统]
原文传递
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于硅基光电子芯片的低损耗动态偏振控制器
赵倩如
王旭阳
贾雁翔
张云杰
卢振国
钱懿
邹俊
李永民
《物理学报》
SCIE
EI
CSCD
北大核心
2024
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
连续变量量子密钥分发系统中动态偏振控制研究
张光伟
白建东
颉琦
靳晶晶
张永梅
刘文元
《物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
2
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
可光纤集成的相干态量子身份认证系统
何广强
曾贵华
朱俊
张哲珅
王倩
周晓奇
钱旭东
彭进业
《中国激光》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2007
7
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