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题名用于量子密钥分发的同步光时延调节方法研究
- 1
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作者
刘爽
孙晓洁
崔豆
王学锋
朱凌
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机构
北京航天控制仪器研究所
中国航天科技集团有限公司量子工程研究中心
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出处
《宇航总体技术》
2025年第2期75-80,共6页
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基金
中国航天科技集团公司自主研发项目。
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文摘
高精度时间同步是量子密钥分发系统成码的关键,提高时间分辨精度能够降低系统误码率。根据同步光时延调节原理,提出了一种用于量子密钥分发系统的同步光时延调节方法,首先,进行单光子探测器的触发门控延时调节;其次,进行探测器输出数据时间与接收端处理程序接收数据时间对准调节。通过搭建量子密钥分发实物系统,进行了同步光路自身时间精度0.789 ns和量子通信系统时间精度131.99 ns的指标测试。进一步分析了系统时间精度对误码率的影响,并测试了系统误码率不高于1%,为后续成码率的提高奠定了基础。不仅有利于提高通信的安全性和效率,还可以为航空航天的关键任务提供坚实基础。随着技术的进一步发展,量子密钥分发系统在航天领域拥有广阔的应用前景。
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关键词
时延调节
时间精度
对准接收
误码率
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Keywords
Delay regulation
Time accuracy
Alignment reception
Quantum bit error rate
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分类号
V11
[航空宇航科学与技术—人机与环境工程]
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题名量子密钥分发偏振编码45°偏振光生成方法研究
- 2
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作者
崔豆
孙晓洁
刘爽
郑伟
王学锋
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机构
北京航天控制仪器研究所
中国航天科技集团有限公司量子工程研究中心
北京宇航系统工程研究所
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出处
《宇航总体技术》
2025年第2期35-42,共8页
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基金
中国航天科技集团有限公司自主研发项目。
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文摘
在星地量子密钥分发领域,信息的安全高效传输是构建天地一体化量子通信网络的核心诉求。为了实现这一目标,提高量子密钥分发中偏振编码的偏振对比度,确保光子偏振态精确产生,成为了亟待攻克的关键课题。研究设计了4种产生45°偏振光的方式,即利用法拉第旋光镜、偏振控制器、保偏光纤转轴熔接、45°保偏光纤偏振分束器产生45°偏振光。分析了不同方式的旋光原理,对系统的旋光角度、偏振消光比、偏振稳定性进行了测试。实验结果表明,保偏光纤转轴熔接的方式偏振性能最优,可稳定产生45.41°的旋光,输出光的偏振消光比达到30 dB以上,偏振稳定性小于2°,可满足太空中量子密钥分发的设计要求,为星地间安全、高效的量子通信筑牢基础。
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关键词
量子密钥分发
相位调制偏振编码
45°偏振光
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Keywords
Quantum key distribution
Phase modulation polarization coding
45°polarized light
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分类号
V11
[航空宇航科学与技术—人机与环境工程]
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题名地球同步轨道星地量子信道特性研究
被引量：1
- 3
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作者
孙晓洁
王学锋
刘院省
王巍
董鹏
阚宝玺
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机构
北京航天控制仪器研究所
中国航天科技集团有限公司量子工程研究中心
中国航天科技集团有限公司
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出处
《宇航学报》
CSCD
北大核心
2021年第7期934-938,共5页
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文摘
为了研究地球同步轨道量子密钥分发过程中星地量子信道特性,项目团队研制了搭载于实践二十卫星的极弱光偏振态分发设备,开展了地球同步轨道卫星与地面间光子偏振态的传输实验。实验时,星载偏振光分发设备根据遥控指令以50MHz频率驱动四个激光器出光,分发|0〉、|π/2〉、|π/4〉和|3π/4〉四种偏振态光子,经过长距离的空间传输后由地面站望远镜接收,最后由超导探测器探测。研究结果表明,地球同步轨道卫星到地面站的光学链路衰减约为100~110 dB,通道误码率约为2%~8%,满足量子密钥分发误码率的安全性要求。
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关键词
地球同步轨道卫星
量子密钥分发
极弱光
偏振态传输
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Keywords
Geostationary orbit(GEO)satellite
Quantum key distribution(QKD)
Extremely weak light
Polarization transmission
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分类号
TN927
[电子电信—通信与信息系统]
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题名水平大气环境34 km单像素成像实验
被引量：5
- 4
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作者
李明飞
阚宝玺
霍娟
阎璐
刘院省
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机构
北京航天控制仪器研究所
中国航天科技集团有限公司量子工程研究中心
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出处
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2019年第9期126-131,共6页
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基金
国防基础科研计划(JCKY2016601C005)
国家自然科学基金(61805006)
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文摘
搭建了远距离、高分辨率单像素成像实验装置,完成了白昼时段水平34km距离、分辨率0.8m的自然目标的单像素成像。单像素成像测量基采用多尺度排序的Hadamard矩阵,调制后经两个光电探测器进行差分来实现Hadamard调制测量,利用压缩率25%的测量信号和快速Walsh变换算法,实现了成像速度2帧/秒@128 pixel×128 pixel。定义了一种人机交互的信噪比评价方法计算重建图像质量,研究了单像素成像积分时间与图像质量关系,评价结果与视觉效果相符合。提出的单像素成像方案在低成本的远距离红外成像方面有潜在应用价值。
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关键词
单像素成像
HADAMARD矩阵
压缩采样
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Keywords
single-pixel imaging
Hadamard matrix
compressive sampling
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分类号
TP391.41
[自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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题名原子陀螺仪用激光稳频技术进展与趋势分析
被引量：6
- 5
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作者
庄铭今
范晓婷
王天顺
刘院省
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机构
中国航天科技集团有限公司量子工程研究中心
北京航天控制仪器研究所
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出处
《激光杂志》
CAS
北大核心
2021年第6期1-6,共6页
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基金
国家重点研发计划(No.2016YFB0501601)
国家自然科学基金(No.61601017)。
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文摘
半导体激光器作为原子陀螺仪的核心器件,用于原子冷却、原子极化和信号探测等。半导体激光器易受环境温度、振动和磁场等因素干扰而造成激光频率的跳模和漂移,会直接影响原子陀螺仪的性能。结合原子陀螺仪的工作特点,介绍了饱和吸收光谱稳频、双色激光稳频和调制转移谱稳频的工作原理、特点和研究进展,并对激光稳频技术发展趋势进行了展望,对研制高性能原子陀螺仪具有重要参考价值。
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关键词
半导体激光器
原子陀螺仪
激光稳频技术
饱和吸收光谱
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Keywords
semiconductor lasers
atomic gyroscope
laser frequency stabilization technology
saturated absorption spectrum
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分类号
TN248.4
[电子电信—物理电子学]
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题名原子气室中碱金属含量的测量方法
被引量：2
- 6
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作者
蔡玉珍
李新坤
王风娇
王学锋
刘院省
王巍
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机构
北京航天控制仪器研究所
中国航天科技集团有限公司量子工程研究中心
中国航天科技集团有限公司
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出处
《中国惯性技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2021年第6期788-793,共6页
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基金
航天科技集团钱学森青年创新基金(政字【2019】22号)。
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文摘
原子气室作为新型量子惯性仪表的核心部件,其中填充的碱金属量直接决定了惯性仪表设备的寿命,准确测量气室内的碱金属对后续碱金属填充等气室制备工艺的优化至关重要。重点研究了气室内碱金属分布以及升温速率对碱金属含量测试结果的影响,发现碱金属集中分布有利于碱金属量的准确测量,当碱金属分布直径足够小时,碱金属量测量值趋于稳定,而测量过程升温速率对测试结果影响较小。通过优化,实现了碱金属铷含量的测量精度优于7%。
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关键词
原子气室
碱金属
差示扫描量热仪
量子惯性仪表
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Keywords
atomic vapor cell
alkali metal
differential scanning calorimeter(DSC)
quantum inertial instrument
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分类号
TN305.7
[电子电信—物理电子学]
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题名核磁共振陀螺内嵌参量调制磁强计性能分析
被引量：1
- 7
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作者
黄伟
范晓婷
刘运全
刘院省
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机构
中国航天科技集团有限公司量子工程研究中心
北京航天控制仪器研究所
北京大学物理学院
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出处
《中国惯性技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2023年第1期72-79,共8页
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基金
科工局稳定支持项目(969994304)。
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文摘
核磁共振陀螺通过处于磁共振态的原子核进动频率在惯性系下的不变性实现载体角速度的敏感测量。为实现高灵敏度的核自旋磁矩测量,通常基于核磁共振陀螺气室构建原位参量调制磁强计,因此内嵌碱金属参量调制磁强计性能直接影响陀螺仪指标。开展核磁共振陀螺内嵌参量调制磁强计特性研究,分析了原子磁矩测量误差及其对陀螺性能的影响,并建立理论模型,仿真结果表明,泵浦光频率波动控制在1 GHz以内,探测光频率波动控制在0.1 GHz以内,可有效提高磁强计信噪比。研究结果对于提高碱金属磁强计灵敏度和信噪比、抑制核自旋磁矩测量误差具有理论指导意义。
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关键词
核磁共振陀螺
原位参量调制磁强计
核自旋磁矩
误差抑制
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Keywords
nuclear magnetic resonance gyroscope
in-situ parametric modulation magnetometer
magnetic moment of nuclear spin
error suppression
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分类号
V19
[航空宇航科学与技术—人机与环境工程]
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题名K-Rb双碱金属混合光抽运原子气室制备与测试
- 8
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作者
王风娇
王天顺
李新坤
刘院省
蔡玉珍
郑建朋
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机构
中国航天科技集团有限公司量子工程研究中心
北京航天控制仪器研究所
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出处
《中国惯性技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2023年第8期844-848,共5页
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基金
科工局稳定支持计划(WDZC20190202)。
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文摘
原子气室是SERF(无自旋交换弛豫)陀螺仪敏感载体转动信息的核心器件,其原子弛豫时间等参数是影响SERF陀螺仪性能的重要因素。采用39K-87Rb双碱金属混合填充的原子气室制造工艺,通过双碱金属工作介质的混合光抽运检测技术对气室性能进行了测试,制备出边长8 mm,壁厚1 mm的立方体原子气室。实验结果表明,39K-87Rb-129Xe混合原子气室中129Xe原子弛豫时间达到51.7 s,较单一碱金属填充方式的22 s,双碱金属混合光抽运的方式有效提升了原子气室中原子弛豫时间,为研制高精度SERF陀螺仪奠定了坚实基础。
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关键词
原子气室
双碱金属填充
混合光抽运
SERF陀螺
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Keywords
atomic vapor cell
alkali metals mixed filling
hybrid optical pumping
SERF gyroscope
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分类号
TN305.7
[电子电信—物理电子学]
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