具有 128 条主动可选路径的干涉仪的有源相位稳定技术

一种具有 128 条主动可选延迟的可变延迟光学干涉仪及一种有源相位稳定技术被创新设计,并首次应用于轮询差分相移量子密钥分发(RRDPS-QKD)实验中。根据 RRDPS 协议,干涉仪中更多的延迟通道数可确保更高的误码容忍度,消除了传统 BB84 协议 11% 误码率的基本阈值。考虑到 RRDPS 协议的实现依赖于干涉仪的实现,因此构建了具有 128 条可选延迟路径且要求以 10 kHz 速率快速切换的干涉仪,这需要多路径的动态稳定性。为此,引入一种特定设计的带闭环实时反馈的相位稳定技术,以动态保证干涉仪选通的高可见度。该有源相位稳定技术采用由 DAC 驱动的相位调制器(PM)来调节干涉仪两臂间的相对相位。通过监测干涉仪两输出端口处两个上转换探测器(UCD)的光子计数率,现场可编程门阵列(FPGA)计算并寻找 DAC 的最优码值,在每次选通新光路时维持干涉仪的高可见度。在 QKD 过程中,128 个干涉仪选通中大多数的可见度可同时维持在 96% 以上,为 RRDPS 实验奠定了基础。