本發(fā)明涉及光通信領域及量子保密通信領域，更具體地，涉及一種消光比的測量方法及系統(tǒng)。

背景技術：
隨著科技的進步，經濟的發(fā)展，信息的重要性越來越顯著。掌握信息的速度和數(shù)量成為了決定成敗的一個重要的因素。由于光通信低損耗，傳輸距離遠，帶寬大，抗干擾能力強，保密性好，得到了人們的青睞，并迅速地發(fā)展起來。光通信的傳輸距離，傳輸速度，傳輸容量更是不斷地得到提高。計算機技術的發(fā)展更是促進了光通信的快速發(fā)展。目前光通信網絡已經遍布了全球，成為了主流的通信方式。光通信的質量是進行光通信時最為關心的一個問題。其中，消光比是衡量通信質量的一個重要的參數(shù)。消光比定義為P0是表示邏輯“0”的光功率，P1是表示邏輯“1”的光功率。消光比的大小用于表示邏輯“1”和表示邏輯“0”信號的差異，與誤碼率密切相關。消光比越小，誤碼率越高。而對于量子保密通信系統(tǒng)來說，消光比越小，系統(tǒng)的干涉對比度越低，系統(tǒng)的誤碼率越大，保密性越差。對于光通信，為了保證通信的質量，保持高的消光比是極其重要的。這也決定了消光比測量的重要性。目前消光比的測量多采用高速的光電轉換模塊，將光信號轉換成電信號，再使用示波器觀察信號，進行消光比的計算或通過眼圖測量消光比。但是光電轉換模塊的光電轉換率有一定的范圍，有的光電轉換模塊還存在一個暗電壓，并且光電轉換模塊和示波器都有一定的噪聲，這會影響測量系統(tǒng)的分辨率，使得消光比的測量存在一些偏差。尤其是弱光脈沖和脈沖底部光功率比較小的光脈沖，采用這種方法難以實現(xiàn)消光比的測量。也有的方法是通過測量和光脈沖相關的光功率，根據測量值計算得到代表邏輯“1”和“0”的光功率，從而實現(xiàn)對消光比的測量。這種方法實現(xiàn)起來不夠直觀，比較繁瑣。

技術實現(xiàn)要素：
針對上述問題，本發(fā)明提供一種消光比的測量方法，主要是針對脈沖底部光功率比較小的光脈沖和弱光脈沖消光比的測量，同時也能實現(xiàn)對一般光脈沖消光比的測量。為了解決上述技術問題，本發(fā)明的技術方案為：一種消光比的測量方法，產生同步信號：調制信號和觸發(fā)電信號；調制信號用于調制待測光模塊使其產生光脈沖，測量待測光模塊發(fā)出的光脈沖的光功率，計算出光脈沖衰減成為準單光子脈沖的衰減值，根據衰減值將光脈沖衰減成為準單光子脈沖，并輸入單光子探測器；觸發(fā)電信號經過時間的延遲后，用于觸發(fā)單光子探測器；調節(jié)延遲時間，使得單光子探測器的開門時間對應準單光子脈沖的頂部，進行光子計數(shù)，記錄單光子探測器讀數(shù)p；調節(jié)延遲時間，使得單光子探測器的開門時間對應準單光子脈沖的底部，進行光子計數(shù)，記錄單光子探測器讀數(shù)q；保持其他條件不變，切斷單光子探測器的光輸入，即在無光輸入的情況下測量單光子探測器的暗計數(shù)Cdark；根據上述測得的光子計數(shù)和暗計數(shù)，計算得到消光比EXT：調節(jié)延遲時間，使得單光子探測器的開門時間對應準單光子脈沖的頂部，進行光子計數(shù)，記錄單光子探測器讀數(shù)p，具體為：調節(jié)延遲時間，使得單光子探測器的開門時間對應準單光子脈沖頂部，進行光子計數(shù)。從零開始，逐步增加延時時間，觀察單光子探測器的讀數(shù)，直到最大，記下單光子探測器的讀數(shù)p。調節(jié)延遲時間，使得單光子探測器的開門時間對應準單光子脈沖的底部，進行光子計數(shù)，記錄單光子探測器讀數(shù)q，具體為：調節(jié)的延遲時間，使得單光子探測器的開門時間對應準單光子脈沖底部，進行光子計數(shù)。根據測量準單光子脈沖頂光子計數(shù)的延遲時間，光脈沖頻率和寬度，避開光脈沖的上升沿和下降沿，選擇合適的延遲時間，使得單光子探測器的開門時間對應準單光子脈沖底部，記下單光子探測器的度數(shù)q。更近一步的，所述調制信號的頻率是觸發(fā)信號頻率的正整數(shù)倍。更進一步的，脈沖信號源產生兩個同步信號：調制信號和觸發(fā)信號，采用光功率計測量待測光模塊發(fā)出的光脈沖的光功率，計算出光脈沖衰減成為準單光子脈沖的衰減值，根據衰減值，使用光衰減器將光脈沖衰減成為準單光子脈沖，并輸入單光子探測器；脈沖信號源產生的觸發(fā)電信號經過信號延遲器進行時間的延遲后，用于觸發(fā)單光子探測器。本發(fā)明的原理如下：根據定義，消光比的大小可由代表邏輯“1”或邏輯“0”的光功率的比值求得。若將光脈沖進行衰減成為準單光子脈沖，準單光子脈沖在某個時間點出現(xiàn)光子的概率和光脈沖在相應時間點的光功率是成正比的。于是用單光子探測器分別對準單光子脈沖的頂部和脈沖底部進行光子計數(shù)，便能得到光脈沖中代表邏輯“1”和邏輯“0”的光功率的比值，從而求得消光比。本發(fā)明的有一目的是提出一種消光比的測量系統(tǒng)，包括待測光模塊、光衰減器，單光子探測器，脈沖信號源，信號延遲器及光功率計；所述脈沖信號源產生同步信號：調制信號和觸發(fā)電信號，其中調制信號用于調制待測光模塊使其產生光脈沖，采用光功率計測量待測光模塊發(fā)出的光脈沖的光功率，計算出光脈沖衰減成為準單光子脈沖的衰減值，根據衰減值，由光衰減器將光脈沖衰減成為準單光子脈沖，并輸入單光子探測器；脈沖信號源產生的觸發(fā)電信號經過信號延遲器進行時間的延遲后，用于觸發(fā)單光子探測器。其中，調制信號的脈沖寬度和單光子探測器的門寬要合理設置，保證光脈沖頂部寬度和門寬相當，底部的寬度大于或等于門寬。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明實現(xiàn)了光通信系統(tǒng)及量子保密通信中消光比的測量，尤其是弱光脈沖信號和消光比較大、脈沖底部光強較弱的脈沖信號消光比的測量。附圖說明圖1為本發(fā)明為消光比測量方法使用的測量系統(tǒng)結構框圖。具體實施方式下面結合附圖對本發(fā)明做進一步描述，但本發(fā)明的實施方式并不限于此。本發(fā)明消光比的測量方法所采用的測量系統(tǒng)如圖一所示，其中使用的儀器并無特定型號的要求。本方法主要是實現(xiàn)對待測光模塊1發(fā)出的光脈沖消光比的測量。所述消光比的測量方法包括以下步驟：第一步，使用脈沖信號源4產生兩個電信號：調制信號和觸發(fā)信號。所述的這兩個脈沖信號必須是同步的。幅度和頻率的大小可以根據實際情況進行選擇。調制信號的頻率是觸發(fā)信號頻率的正整數(shù)倍。第二步，使用脈沖信號源4產生的調制信號對待測光模塊1進行調制，產生光脈沖。用光功率計測量光脈沖的光功率P。第三步，計算光功率衰減值。為了使得單光子探測器的計數(shù)能夠體現(xiàn)入射光脈沖的光功率。入射光脈沖需為準單光子脈沖。平均每個脈沖包含光子數(shù)n，n<1。以下對計算衰減值進行具體的說明。假設待測光膜塊輸出的光脈沖頻率為f，平均光功率為準單光子脈沖平均每個脈沖包含n個光子，光脈沖的光波長為λ。那么衰減值為其中h為普朗克常數(shù)，c為光速。第四步，根據所述計算得到的衰減值，使用光衰減器2將所述的光脈沖衰減成為準單光子脈沖，接入單光子探測器。第五步，將所述脈沖信號源4產生的觸發(fā)信號接入信號延時器5，進行延時后，用于觸發(fā)單光子探測器3。這時，單光子探測器的觸發(fā)信號和接入單光子探測器的準單光子脈沖是同步的。調節(jié)信號延時器5的延時時間可以調節(jié)單光子探測器開門時間和所述入射準單光子脈沖的對應關系。第六步，測量準單光子脈沖頂部的光子計數(shù)。合理設置單光子探測器門寬，使得門寬和光脈沖寬度相當。從零開始，逐步增加信號延時器的延時時間，觀察單光子探測器的讀數(shù)，直到單光子探測器讀數(shù)最大。這時開門時間剛好和準單光子脈沖的頂部重合。記下單光子探測器的讀數(shù)p。第七部，測量準單光子脈沖底部的光子計數(shù)。根據測量準單光子脈沖頂部光子計數(shù)的延遲時間，光脈沖的頻率和寬度，避開光脈沖的上升沿和下降沿，選擇合適的延遲時間，使得單光子探測器的開門時間對應準單光子脈沖底部，記下單光子探測器的讀數(shù)q第八步，測量單光子探測器的暗計數(shù)。切斷單光子探測器的光輸入，保持其他條件不變，記下單光子探測器的度數(shù)Cdark。第九步，根據測得的光子計數(shù)和暗計數(shù)，計算消光比以上所述的本發(fā)明的實施方式，并不構成對本發(fā)明保護范圍的限定。任何在本發(fā)明的精神原則之內所作出的修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的權利要求保護范圍之內。