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《哈尔滨理工大学》 2009年
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空间量子通信中偏振跟踪技术研究

郑凯  
【摘要】: 量子通信是采用单光子作为信息载体的通信技术,通信双方通过共同的量子信道和经典信道分配密钥,其绝对安全性由量子力学的基本原理来保证。作为极具前景的通信方式,量子通信将在未来通信网构建中扮演重要角色。 在空间量子通信中,卫星和地面站在进行通信之前,首先要建立偏振基准。由于大气湍流、地磁场的影响,再加上卫星姿态的不稳定,偏振基准会发生变化,产生偏振误差。因此,需要对偏振误差进行补偿即偏振跟踪。偏振跟踪技术是空间量子通信的关键技术之一。本论文主要介绍了已完成的空间量子通信实验,及空间量子通信的相关问题,对空间量子通信的偏振跟踪问题进行了研究。主要内容如下: 1.给出基于电光效应偏振跟踪理论及偏振跟踪原理,通过调整电场强度,实现对偏振“零”方向的跟踪。分析了基于电光效应偏振跟踪量子密钥编码原理。 2.应用法拉第效应,研究地磁场对光子偏振态大气传输的影响,通过理论分析及数值计算,发现光子在大气传输过程中,光振动面旋转角与天顶角及链路时间大致都成线性关系,光振动面由于地磁场的影响会发生旋转,旋转角度的数量级为10-3rad。分析偏振跟踪系统流程和偏振误差的来源,对偏振跟踪系统组成原理及偏振误差补偿方法进行了研究。 3.给出了基于二镜模型的偏振补偿理论,给出了二镜模型中偏振量子比特需要满足的条件,理论分析了基于二镜模型的星地链路偏振跟踪的基本原理,给出了基于半波片的偏振补偿方案的实现步骤。 本论文基于电光效应的偏振跟踪理论、地磁场对偏振跟踪影响的理论分析及基于二镜模型的偏振补偿理论,为实现空间量子通信中偏振跟踪技术提供了理论基础。
【学位授予单位】:哈尔滨理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TN918

【参考文献】
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