一种基于气室频率参考的双场光源锁频方法及系统与流程

技术特征：
1.一种基于气室频率参考的双场光源锁频方法，其特征在于，包括：s1、双场光源的第一光源和第二光源通过各自的气室频率参考锁定系统将光源锁定在气室频率参考上；每个光源的气室频率参考锁定系统均包括如下过程：气室频率参考锁定系统中的种子激光器发出连续激光，声光调制器对激光光场进行频率调制，经频率调制后的激光信号通过分束器一端进入偏振分束器，经频率调制后的激光信号经偏振分束器后分成两束激光信号，一束耦合到分子吸收池中，经过反射镜反射后被第二光电探测器探测；另一束被第一光电探测器探测，得到频率失谐信息，产生误差信号，通过伺服控制电路处理后，反馈到声光调制器及种子激光器的压电陶瓷进行频率补偿，最终将激光锁定在气室频率参考上，从分束器的另一端射出；s2、所述第一光源发射频率锁定后的连续激光，连续激光通过第一相位调制器进行相位编码，相位编码后的连续激光通过第一强度调制器实现强度编码后形成第一激光进入第一被动衰减器进行衰减，并通过光纤发送至探测端；所述第二光源发射频率锁定后的连续激光，连续激光通过第二相位调制器进行相位编码，相位编码后的连续激光通过第二强度调制器实现强度编码后形成第二激光进入第二被动衰减器进行衰减，并通过光纤发送至探测端；s3、探测端接收经过光纤发送的第一激光和第二激光，两束激光通过合束器合束干涉后分别被第一单光子探测器和第二单光子探测器探测。2.根据权利要求1所述的双场光源锁频方法，其特征在于，所述的气室频率参考为分子吸收池的吸收谱线对应的频率。3.根据权利要求1所述的双场光源锁频方法，其特征在于，所述分子吸收池的长期波长稳定性优于1e-11。4.根据权利要求1所述的双场光源锁频方法，其特征在于，所述第一相位调制器和第二相位调制器将激光的相位调制成不同的随机相位切片来实现相位编码。5.根据权利要求1所述的双场光源锁频方法，其特征在于，所述第一光源发射的频率锁定后的连续激光通过第一偏振控制器进行偏振优化后进入第一相位调制器进行相位编码，所述第二光源发射的频率锁定后的连续激光通过第三偏振控制器进行偏振优化后进入第二相位调制器进行相位编码。6.根据权利要求5所述的双场光源锁频方法，其特征在于，第一激光和第二激光通过各自的光纤分别进入第二偏振控制器和第四偏振控制器进行偏振优化后发送到探测端。7.一种基于气室频率参考的双场光源锁频系统，其特征在于，包括：双场光源、编码部分、探测端；双场光源包括第一光源和第二光源，所述第一光源和第二光源通过各自的气室频率参考锁定系统将光源锁定在气室频率参考上；所述气室频率参考锁定系统包括：种子激光器、声光调制器、偏振分束器、分子吸收池、反射镜、第一光电探测器和第二光电探测器；种子激光器发出连续激光，声光调制器对激光光场进行频率调制，经频率调制后的激光信号通过分束器一端进入偏振分束器，经频率调制后的激光信号经偏振分束器后分成两束激光信号，一束激光信号耦合到分子吸收池中，经过反射镜反射后被第二光电探测器探
测；另一束激光信号被第一光电探测器探测，得到频率失谐信息，产生误差信号，反馈到声光调制器及种子激光器的压电陶瓷进行频率补偿，最终将激光锁定在气室的频率参考上，从分束器的另一端射出；所述编码部分包括：第一相位调制器、第二相位调制器，第一强度调制器、第二强度调制器、第一被动衰减器和第二被动衰减器；所述第一光源发射的频率锁定后的连续激光通过第一相位调制器进行相位编码，相位编码后的连续激光通过第一强度调制器实现强度编码后形成第一激光进入第一被动衰减器进行衰减，并通过光纤发送至探测端；所述第二光源发射的频率锁定后的连续激光通过第二相位调制器进行相位编码，相位编码后的连续激光通过第二强度调制器实现强度编码后形成第二激光进入第二被动衰减器进行衰减，并通过光纤发送至探测端；所述探测端包括：合束器、第一单光子探测器和第二单光子探测器；所述探测端接收经过光纤发送后的第一激光和第二激光，两束激光通过合束器合束干涉后分别被第一单光子探测器和第二单光子探测器探测。8.根据权利要求7所述的双场光源锁频系统，其特征在于，所述气室频率参考锁定系统包括伺服控制电路、声光调制器；第一光电探测器探测得到频率失谐信息，产生误差信号，通过伺服控制电路处理后反馈到声光调制器及种子激光器的压电陶瓷，进行频率补偿，最终将激光锁定在气室的频率参考上。9.根据权利要求7所述的双场光源锁频系统，其特征在于，所述第一光源发射的频率锁定后的连续激光通过第一偏振控制器进行偏振优化后进入第一相位调制器进行相位编码，所述第二光源发射的频率锁定后的连续激光通过第三偏振控制器进行偏振优化后进入第二相位调制器进行相位编码。10.根据权利要求9所述的双场光源锁频系统，其特征在于，第一激光和第二激光通过各自的光纤分别进入第二偏振控制器和第四偏振控制器进行偏振优化后发送到探测端。

技术总结
本发明提出了一种基于气室频率参考的双场光源锁频方法及系统，涉及量子密钥分发技术领域，双场光源通过各自的气室频率参考锁定系统将光源锁定在气室频率参考上，激光信号一束耦合到分子吸收池中，被第二光电探测器探测，另一束激光信号被第一光电探测器探测，得到频率失谐信息，产生误差信号，最终将激光锁定在气室的频率参考上；双场光源的第一光源发射锁定在气室频率参考上连续激光，锁定在气室频率参考上第二光源发射连续激光；探测端接收经过编码后的第一激光和第二激光，两束激光通过合束器合束干涉后分别被第一单光子探测器和第二单光子探测器探测。二单光子探测器探测。二单光子探测器探测。


技术研发人员：陈玖朋 贺培鑫 周飞 张强
受保护的技术使用者：济南量子技术研究院
技术研发日：2023.07.19
技术公布日：2023/8/24