量子密钥分配系统中的动态调整探测器漂移的方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种量子密钥分配系统中的探测器漂移的调整方法，尤其涉及一种量子密钥分配系统中的动态调整探测器漂移的方法及装置。
【背景技术】
[0002]量子密钥分配系统-也称QKD-中的探测器工作原理框图如图1所示，探测器做出厂标定的时候，预先标定好探测APD管子的暗计数和各个探测效率下的VDC与VTH值，这些值被固化到存储器上。由于探测在工作过程中，随着环境温度的变化，探测器的效率会发生漂移，如果环境变化幅度很大，探测效率会偏移很多。虽然我们可以对探测器进行温度控制，但是温度控制的范围和效果未必满足要求。传统探测器的做法是探测效率在出厂的时候对参数进行标定，后期工作过程中不再修改，如果工作环境与标定时候的环境相差很大，这些预标定的参数就会不适合。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种量子密钥分配系统中的动态调整探测器漂移的方法及装置，本方法将探测器出厂时候标定的值作为默认值使用，实时监测探测效率的变化，当环境剧烈变化并对系统产生影响，造成探测效率发生变化的时候，对探测器做动态调整，用调整后的值作为新的工作点电压值，这种动态调整探测器漂移，使探测器回到稳定工作的状态，克服了环境变化对系统造成影响。
[0004]为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案为:量子密钥分配系统中的动态调整探测器漂移方法，其特征在于:
[0005]实时读取单光子探测器光计数和系统误码率动态计算探测效率，以实时监测单光子探测器在工作过程中的探测效率的变化；
[0006]在出厂前进行单光子探测器参数标定，标定探测效率，在设定的探测效率下，记录无光输入时对应探测效率下的暗记数Tc以及在量子光输入情况下的探测光计数平局值Tf ；
[0007]如果Tf波动超过了设定阈值AT，则启动自标定流程；所述自标定的流程包括以下步骤:
[0008](I)停止QKD运行，关闭QKD发射端的量子光激光器，使探测器处于无光输入；
[0009](2)设定阈值电压VTH为最大值，然后逐步减小阈值电压VTH的数值，将对应的阈值电压值VTHi和暗记数值Ti记录下来，直到阈值电压值VTHi减小到最小，然后从记录的暗记数值Ti中找到最接近暗记数Tc值的暗记数值Ti，将阈值电压VTH设定为与该暗记数值Ti对应的阈值电压值VTHi ；
[0010](3)开启QKD发射端的量子光激光器；
[0011](4)设定偏置电压VDC为最大值，然后逐步减小偏置电压VDC的偏置电压数值VDCi，将对应的偏置电压数值VDCi和光计数值Ti记录下来，直到偏置电压VDC减小到最小；后从记录的光计数Ti值中找到最接近光计数平均Tf值的光计数值Ti ;如果Tf-Ti I〈 Δ T，将VDC设定为与该Ti对应的VDCi值；由于VDC的数值过大会击穿雪崩光电二极管APD，所述偏置电压VDC的最大值不超过预设定的值，所述预设定的值是指雪崩光电二极APD本身所固有的偏置电压最大值；
[0012](5)如果|Tf_Ti|>AT，上下逐步调节阈值电压VTH，再次重复流程中的第4步骤，如果还是有ITf-Ti |>ΔΤ，并且阈值电压VTH已向下已减小到最小且向上已增大的最大，则放弃自调节，同时QKD系统给出无法自调节提示；
[0013](6)找到满足条件的阈值电压VTH和偏置电压VDC后，将满足条件的阈值电压VTH的值和偏置电压VDC的值作为工作电压值，启动QKD，进入正常工作状态。
[0014]为实现上述技术目的，本发明采取的另一种技术方案为:量子密钥分配系统中的动态调整探测器漂移装置，其特征在于:
[0015]包括效率探测模块，所述效率探测模块用于实时读取单光子探测器光计数和系统误码率动态计算探测效率，以实时监测单光子探测器在工作过程中的探测效率的变化；
[0016]还包括暗记数及探测光计数平局值记录装置；所述暗记数及探测光计数平局值记录装置用于在出厂前进行单光子探测器参数标定，标定探测效率，在预设定的探测效率下，记录无光输入时对应探测效率下的暗记数Tc以及在量子光输入情况下的探测光计数平局值Tf ;
[0017]还包括用于动态调整探测器漂移，使探测器回到稳定工作的状态的自标定模块。
[0018]进一步的，当探测光计数平局值Tf波动超过了设定阈值AT，自标定模块启动。
[0019]进一步的，所述自标定模块停止QKD运行，关闭QKD发射端的量子光激光器，使探测器处于无光输入；设定阈值电压VTH为最大值，然后逐步减小阈值电压VTH的数值，将对应的阈值电压值VTHi和暗记数值Ti记录下来，直到阈值电压值VTHi减小到最小，然后从记录的暗记数值Ti中找到最接近暗记数Tc值的暗记数值Ti，将阈值电压VTH设定为与该暗记数值Ti对应的阈值电压值VTHi ;开启QKD发射端的量子光激光器；设定偏置电压VDC为最大值，然后逐步减小偏置电压VDC的偏置电压数值VDCi，将对应的偏置电压数值VDCi和光计数值Ti记录下来，直到偏置电压VDC减小到最小；后从记录的光计数Ti值中找到最接近光计数平均Tf值的光计数值Ti ;如果I Tf-Ti I〈AT，将VDC设定为与该Ti对应的VDCi值；由于VDC的数值过大会击穿雪崩光电二极管APD，所述偏置电压VDC的最大值不超过预设定的值，所述预设定的值是指雪崩光电二极Aro本身所固有的偏置电压最大值；如果|Tf-Ti|>AT，上下逐步调节阈值电压VTH，再次重复流程中的第4步骤，如果还是有I Tf-Ti I > Δ T，并且阈值电压VTH已向下已减小到最小且向上已增大的最大，则放弃自调节，同时QKD系统给出无法自调节提示；找到满足条件的阈值电压VTH和偏置电压VDC后，将满足条件的阈值电压VTH的值和偏置电压VDC的值作为工作电压值，启动QKD，进入正常工作状态。
[0020]本发明实时监测探测器效率变化；探测效率变化后，根据预标定暗记数值Tc，和光计数值Tf，重新扫描工作电压；以预标定的暗记数值Tc和光计数值Tf为参考基准，上下扫描新的VDC和VTH ;系统自保护机制，不允许VDC的数值超过APD的电压击穿值；自标定结束后，系统自动进入工作状态。本发明解决了当环境剧烈变化对系统产生影响的时候，如果探测效率发生变化，对探测器做动态调整，用调整后的值作为工作点数值，动态调整探测器漂移，使探测器回到稳定工作的状态，克服环境变化对系统造成影响。
【附图说明】
[0021]图1是现有技术中探测器的工作原理框图。
[0022]图2是本发明的自标定流程示意图。
[0023]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做进一步说明。
【具体实施方式】
[0024]实施例1
[0025]参见图2，本量子密钥分配系统中的动态调整探测器漂移方法，包括以下步骤:
[0026]实时读取单光子探测器光计数和系统误码率动态计算探测效率，以实时监测单光子探测器在工作过程中的探测效率的变化；在出厂前进行单光子探测器参数标定，标定探测效率，在设定的探测效率下，记录无光输入时对应探测效率下的暗记数Tc以及在量子光输入情况下的探测光计数平局值Tf ;如果Tf波动超过了设定阈值AT，则启动自标定流程；述自标定的流程包括以下步骤:
[0027](I)停止QKD运行，关闭QKD发射端的量子光激光器，使探测器处于无光输入；
[0028](2)设定阈值电压VTH为最大值，然后逐步减小阈值电压VTH的数值，将对应的阈值电压值VTHi和暗记数值Ti记录下来，直到阈值电压值VTHi减小到最小，然后从记录的暗记数值Ti中找到最接近暗记数Tc值的暗记数值Ti，将阈值电压VTH设定为与该暗记数值Ti对应的阈值电压值VTHi ；
[0029](3)开启QKD发射端的量子光激光器；
[0030](4)设定偏置电压VDC为最大值，然后逐步减小偏置电压VDC的偏置电压数值VDCi，将对应的偏置电压数值VDCi和光计数值Ti记录下来，直到偏置电压VDC减小到最小；后从记录的光计数Ti值中找到最接近光计数平均Tf值的光计数值Ti ;如果
Tf-Ti I〈 Δ