架空光纜是經(jīng)典通信光纖網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分,會(huì)成為量子密鑰分配系統(tǒng)未來(lái)的重要信道之一,由于架空光纜直接暴露于空氣中,周?chē)h(huán)境中溫度、磁場(chǎng)、空氣流動(dòng)變化也更容易對(duì)其中的光纖信道產(chǎn)生影響,從而會(huì)引起量子密鑰分配系統(tǒng)運(yùn)行的不穩(wěn)定。文章利用模擬實(shí)驗(yàn),分析由于空氣流動(dòng)所造成的光纜舞動(dòng)現(xiàn)象引起的架空光纖中偏振態(tài)的變化特性,以及這些變化對(duì)偏振編碼BB84量子密鑰分配系統(tǒng)所造成的影響,給出了在不同舞動(dòng)條件下,偏振編碼BB84系統(tǒng)所要求的偏振控制系統(tǒng)參數(shù)。 

【文章來(lái)源】：合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2020,43(06)北大核心

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【部分圖文】：

實(shí)驗(yàn)方案簡(jiǎn)圖

根據(jù)上述分析模型,計(jì)算當(dāng)eth=3%,架空光纜長(zhǎng)度為825 m時(shí),偏振量子密鑰分配系統(tǒng)的平均漂移時(shí)間,其分布直方圖如圖3所示。從圖3可以看出,絕大部分漂移時(shí)間在0.01～0.02 s之間,而平均漂移時(shí)間則為0.022 8 s。根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)量到的偏振態(tài)數(shù)據(jù),繪制在不同eth、不同架空光纜長(zhǎng)度下〈τ〉變化曲線,結(jié)果如圖4所示。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)量到的偏振態(tài)數(shù)據(jù),繪制在不同eth、不同架空光纜長(zhǎng)度下〈τ〉變化曲線,結(jié)果如圖4所示。在eth取值為1%、3%、5%下對(duì)偏振數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,從分析結(jié)果可以看出,光纜舞動(dòng)會(huì)對(duì)量子密鑰分配系統(tǒng)造成巨大的影響。以eth=3%,光纜長(zhǎng)度為825 m為例,系統(tǒng)平均每經(jīng)過(guò)0.02 s就必須中斷1次來(lái)進(jìn)行偏振控制,這對(duì)于量子密鑰分配系統(tǒng)是一個(gè)不小的負(fù)擔(dān)。從分析結(jié)果可知,在相同的舞動(dòng)幅度下,eth值越低,則對(duì)應(yīng)的平均漂移時(shí)間也越低,此外平均漂移時(shí)間也會(huì)隨著架空光纜舞動(dòng)長(zhǎng)度的增加而減小�？紤]到現(xiàn)有中斷式量子密鑰分配系統(tǒng)的架空光纜長(zhǎng)度實(shí)際上要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于825 m,甚至達(dá)到幾十甚至上百千米,如果這段光纜中出現(xiàn)長(zhǎng)距離的光纜舞動(dòng)現(xiàn)象,那么偏振編碼量子密鑰分配系統(tǒng)平均誤碼漂移時(shí)間有可能達(dá)到μs量級(jí),根據(jù)現(xiàn)有量子密鑰分配系統(tǒng)中偏振控制系統(tǒng)的速度[13],在這種情況下,偏振編碼量子密鑰分配系統(tǒng)有可能無(wú)法工作。因此,為了保證偏振編碼量子密鑰系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行,架空光纜舞動(dòng)現(xiàn)象是需要極力避免的。


本文編號(hào)：3361195