光子計數(shù)用于光學(xué)時域反射測量的研究.pdf

1、基于單光子探測的量子保密通信從物理原理上保證其是一種不可破譯、不被竊取的絕對安全的保密通訊途徑。在量子不可克隆原理、單光子不可再分原理及量子測不準原理保證下實現(xiàn)傳輸過程絕對保密安全并甄別偷聽。量子保密通信在國防建設(shè)、銀行業(yè)務(wù)、電子商務(wù)、日常通信等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。
　　量子保密通訊使用量子系統(tǒng)的最小單元—單光子作為信息載體，其安全性植根于量子物理的基本特性。研究單光子光時域反射測量對于分析量子保密通信中的單光子傳輸誤碼率以及

2、識別竊聽具有重要研究意義。
　　本文首先介紹了光時域反射測量的原理、參數(shù)以及光時域反射測量儀對光纖信號的測量，然后給出單光子探測的基本特性與工作原理，實驗研究了基于單光子探測的光子計數(shù)光學(xué)時域測量以及單光子事件調(diào)制用于光學(xué)時域反射測量。
　　本論文的主要研究工作包括以下:
　　1、利用光學(xué)脈沖OTDR測試儀對光纖在接法拉第反射鏡和不接法拉第反射鏡的情況下以及在不同的脈沖寬度下測試，研究所產(chǎn)生的信號脈沖的起伏變化的差別，

3、分析說明光學(xué)脈沖寬度的變化和傳輸損耗精確度的對應(yīng)關(guān)系。
　　2、研究光子計數(shù)調(diào)制技術(shù)用于消除光學(xué)時域反射測量中量子起伏的影響，研究表明將光子計數(shù)調(diào)制技術(shù)應(yīng)用于單光子光時域反射測量系統(tǒng)可有效消除量子起伏的影響，測量結(jié)果的信噪改善比達到28.3dB。
　　3、利用單光子事件調(diào)制技術(shù)對光纖進行光學(xué)時域反射測量，發(fā)現(xiàn)基于Poisson背景噪聲的頻譜呈現(xiàn)白噪聲特性，消除了通常電子測量過程的低頻噪聲的影響，采用調(diào)制解調(diào)的方法可以改善單光