一种卡式镜头系统及量子密钥分发系统技术方案

本申请提供一种卡式镜头系统及量子密钥分发系统，其中卡式镜头系统在后继光学基板的上表面固定连接有粗信标跟踪系统以及卡式镜头，后继光学基板的下表面固定连接有精信标跟踪系统、通信系统装置以及快反镜装置；并通过快反镜装置将精信标跟踪系统和通信系统装置发射的光信号传输至第一反光镜，将第一反光镜反射输出的光信号输入至精信标跟踪系统和/或通信系统装置中。因此过快反镜装置可实现安设在后继光学基板下表面的精信标跟踪系统和通信系统装置可通过在后继光学基板上表面的卡式镜头接收或发送光信号，因而卡式镜头系统的结构简单且紧凑，从而具有小型化、轻量化的特点，可适用于具有小型化要求的平台。可适用于具有小型化要求的平台。可适用于具有小型化要求的平台。

【技术实现步骤摘要】
一种卡式镜头系统及量子密钥分发系统
[0001]本申请要求于2020年08月07日提交的申请号为202021620947.X、专利技术人为董志鹏、慈兆会、徐修峰，专利技术名称为“一种卡式镜头系统及量子密钥分发系统”的专利申请的优先权，其全部内容通过引用并入本申请。


[0002]本申请涉及量子通信
，具体涉及一种卡式镜头系统及量子密钥分发系统。

技术介绍

[0003]量子通信指的是应用量子力学中的基本定理，进行消息传递的一种信息交互方式。目前量子通信中光子的传输方式主要有两种，一种是利用光纤作为信道实现收发双方之间的光子传输，另一种是利用自由空间作为信道实现收发双方之间的光子传输。与光纤中的量子密钥分发相比，自由空间中的量子密钥分发方式具有其独特的优势，比如不需要特定的传送介质，具有无线电通信的便捷性，大气中光子传播不受双折射效应的影响，信道噪声较小，高度增加时大气密度降低，光子传输损耗急剧减小。因此，有望利用自由空间量子密钥分发技术完成地面卫星站与卫星间的量子密钥分发，继而构建基于量子密钥分发的全球安全通信网，具有非常好的发展前途。
[0004]自由空间量子通信的收发设备一般采用卡塞格林镜头来进行单光子发送和捕捉，卡塞格林镜头也称为卡式镜头，通常建立自由空间量子通信系统需要高度稳定、高度精密以及高通信效率的卡式镜头，因此卡式镜头是自由空间量子信道系统的关键组成部分。在实际应用的过程中，由于量子光的信号极其微弱，接收方很难对发射方发出的量子光瞄准、跟踪及捕获，增加了自由空间激光通信系统应用现实难度。
[0005]因此现有技术的卡式镜头系统通过粗跟踪系统以及精跟踪系统实现对量子光快速瞄准、跟踪及捕获工作。然而卡式镜头系统内需要设置有粗跟踪系统、精跟踪系统以及卡式镜头，因此，需要一种系统结构简单、体积紧凑的卡式镜头系统，以提高自由空间激光通信系统在小型化的适用性。

技术实现思路

[0006]本申请提供一种卡式镜头系统及量子密钥分发系统，以解决现有的方案中自由空间量子通信系统中卡式镜头系统结构不紧凑、体积较大的问题。
[0007]本申请第一方面提供一种卡式镜头系统，包括后继光学基板；
[0008]所述后继光学基板的上表面固定连接有粗信标跟踪系统以及卡式镜头，所述后继光学基板的下表面固定连接有精信标跟踪系统、通信系统装置以及快反镜装置；
[0009]所述光学基板的中心设置有通孔，所述卡式镜头的底部为目镜镜筒，目镜镜筒的底端穿过所述通孔，且在目镜镜筒的底端设置有第一反光镜；
[0010]所述快反镜装置用于将所述精信标跟踪系统和通信系统装置发射的光信号传输
至所述第一反光镜，以及用于将第一反光镜反射输出的光信号输入至所述精信标跟踪系统和通信系统装置中。
[0011]优选地，所述粗信标跟踪系统包括粗信标发射镜筒和粗信标跟踪镜筒，所述粗信标发射镜筒和粗信标跟踪镜筒呈180度夹角装设在所述卡式镜头的两侧。
[0012]优选地，所述后继光学基板在所述粗信标发射镜筒、粗信标跟踪镜筒和卡式镜头对应位置处分别设置有与之配合的第一柱面、第二柱面以及第三柱面，所述粗信标发射镜筒、粗信标跟踪镜筒和卡式镜头采用固定连接的方式分别装设在第一柱面、第二柱面以及第三柱面上。
[0013]优选地，所述第一柱面、第二柱面以及第三柱面均为棱柱面；
[0014]或，所述第一柱面、第二柱面以及第三柱面均为圆柱面；
[0015]或，所述第一柱面和第二柱面为棱柱面，所述第三柱面均为圆柱面；
[0016]或，所述第一柱面和第二柱面为圆柱面，所述第三柱面均为棱柱面。
[0017]优选地，所述快反镜装置包括FSM系统、第二反光镜、第三反光镜以及第四反光镜，所述精信标跟踪系统包括精信标发射器以及精信标跟踪器；
[0018]所述FSM系统用于将所述第一反光镜反射输出的光信号输入至所述第二反光镜，或者将所述第二反光镜输出的光信号输入至所述第一反光镜；
[0019]所述第二反光镜的透射端通过光路与所述通信系统装置连接，所述第二反光镜的返射端通过光路与第三反光镜连接；
[0020]所述第三反光镜的透射端通过光路与所述精信标发射器连接，所述第三反光镜的返射端通过光路与所述第四反光镜连接；
[0021]所述第四反光镜的透射端通过光路与所述精信标跟踪器连接。
[0022]优选地，精信标跟踪系统用于发射精信标发射信号和接收精信标跟踪信号，所述通信系统装置用于发射或者接收通信的通信号，其中精信标发射信号、精信标跟踪信号以及通信号采用不同的波长；
[0023]所述第二反光镜、第三反光镜以及第四反光镜透射的光信号波长分别与通信的通信号、精信标发射信号和精信标跟踪信号的波长匹配。
[0024]优选地，所述精信标跟踪器包括精跟踪镜筒、第五反光镜和精跟踪相机；
[0025]所述第五反光镜用于将精跟踪镜筒输出的精信标跟踪信号反射至精跟踪相机中。
[0026]优选地，所述快反镜装置还包括第一镜座、第二镜座和第三镜座；
[0027]所述第一镜座、第二镜座和第三镜座分别用于支撑所述第二反光镜、第三反光镜以及第四反光镜，且所述第一镜座、第二镜座和第三镜座均通过螺栓与所述后继光学基板连接。
[0028]优选地，若所述通信系统装置位于发射方则为通信信号发射器，若所述通信系统装置位于接收方则为通信信号探测器。
[0029]本申请第二方面提供一种量子密钥分发系统，包括上述任意一项所述的卡式镜头系统。
[0030]本申请提供一种卡式镜头系统及量子密钥分发系统，与现有技术相比，本申请具有以下优点：
[0031]本申请在后继光学基板的上表面固定连接有粗信标跟踪系统以及卡式镜头，后继
光学基板的下表面固定连接有精信标跟踪系统、通信系统装置以及快反镜装置；快反镜装置用于将所述精信标跟踪系统和通信系统装置发射的光信号传输至所述第一反光镜，将第一反光镜反射输出的光信号输入至所述精信标跟踪系统和/或通信系统装置中。
[0032]本申请将粗信标跟踪系统与精信标跟踪系统分别装设在后继光学基板的上、下表面，并通过快反镜装置将精信标信号和通信信号传输至后继光学基板上表面的卡式镜头中，或者将卡式镜头接收的精信标信号和通信信号传输至后继光学基板下表面的精信标跟踪系统和通信系统装置。因此粗信标跟踪系统、卡式镜头、精信标跟踪系统和通信系统装置全部安设于后继光学基板上，且通过快反镜装置可实现安设在后继光学基板下表面的精信标跟踪系统和通信系统装置可通过在后继光学基板上表面的卡式镜头接收或发送光信号，因而卡式镜头系统的结构简单且紧凑，从而具有小型化、轻量化的特点，可适用于具有小型化要求的平台。
附图说明
[0033]为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0034]图1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种卡式镜头系统，其特征在于：包括后继光学基板(1)；所述后继光学基板(1)的上表面固定连接有粗信标跟踪系统(2)以及卡式镜头(3)，所述后继光学基板(1)的下表面固定连接有精信标跟踪系统(4)、通信系统装置(5)以及快反镜装置(6)；所述光学基板(1)的中心设置有通孔(11)，所述卡式镜头(3)的底部为目镜镜筒，目镜镜筒的底端穿过所述通孔(11)，且在目镜镜筒的底端设置有第一反光镜(31)；所述快反镜装置(6)用于将所述精信标跟踪系统(4)和通信系统装置(5)发射的光信号传输至所述第一反光镜(31)，以及用于将第一反光镜(31)反射输出的光信号输入至所述精信标跟踪系统(4)和通信系统装置(5)中。2.根据权利要求1所述的卡式镜头系统，其特征在于：所述粗信标跟踪系统(2)包括粗信标发射镜筒(21)和粗信标跟踪镜筒(22)，所述粗信标发射镜筒(21)和粗信标跟踪镜筒(22)呈180度夹角装设在所述卡式镜头(3)的两侧。3.根据权利要求2所述的卡式镜头系统，其特征在于：所述后继光学基板(1)在所述粗信标发射镜筒(21)、粗信标跟踪镜筒(22)和卡式镜头(3)对应位置处分别设置有与之配合的第一柱面(12)、第二柱面(13)以及第三柱面(14)，所述粗信标发射镜筒(21)、粗信标跟踪镜筒(22)和卡式镜头(3)采用固定连接的方式分别装设在第一柱面(12)、第二柱面(13)以及第三柱面(14)上。4.根据权利要求3所述的卡式镜头系统，其特征在于：所述第一柱面(12)、第二柱面(13)以及第三柱面(14)均为棱柱面；或，所述第一柱面(12)、第二柱面(13)以及第三柱面(14)均为圆柱面；或，所述第一柱面(12)和第二柱面(13)为棱柱面，所述第三柱面(14)均为圆柱面；或，所述第一柱面(12)和第二柱面(13)为圆柱面，所述第三柱面(14)均为棱柱面。5.根据权利要求1所述的卡式镜头系统，其特征在于：所述快反镜装置(6)包括FSM系统(61)、第二反光镜(62)、第三反光镜(63)以及第四反光镜(64)，所述精信标跟踪系统(4)包括精信标发射器(41)以及精信标跟踪器(42)；所述FS...

【专利技术属性】
技术研发人员：董志鹏，慈兆会，徐修峰，
申请(专利权)人：北京中创为南京量子通信技术有限公司，
类型：新型
国别省市：