《量子通信用高性能单频光纤激光器》

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量子通信是基于量子纠缠效应进行信息传递的一种新型通讯方式,与传统的通讯方式相比,在安全性及高效性上具有压倒性优势,量子通信具有高效率和绝对安全的特点,因此量子通信在国家安全、金融等信息安全领域有重大的应用价值和前景。发展并建设实用化的量子通信网络已经成为中国现代化及国防发展的战略需求。

高性能单频激光器是量子通信设备的核心部件,单频激光器的性能决定了量子通信设备的性能。中国在单频光纤激光器科学研究,尤其是生产技术方面非常薄弱,基本尚属空白,导致国内量子通信设备、激光陀螺、光纤传感和激光雷达领域中应用的单频光纤激光一直依赖于国外进口。

该项目基于主振荡功率放大结构,以半导体单频激光器为种子源,利用两级光纤放大器对种子激光进行功率放大,实现高功率(2.3W)、无跳模、单频光纤激光输出。主要性能指标如下:在0℃至40℃范围内,该激光器中心波长位于1949.96nm,线宽1.89MHz,输出功率2.3W,无跳模,功率不稳定度2.92%,偏振比16.4dB,光束质量因子M2<1.2。总体指标优于美国的NP Photoncis公司和Advalue Photonics公司提供的同类产品。在2016年由中国高科技产业化研究会组织的“量子通信用单频光纤激光器”项目技术鉴定会中,被鉴定委员会鉴定为:该项成果填补了国内空白,整体技术指标达到国际领先水平。

该项目技术成果已申请9项发明专利及4项实用新型专利,获得2项发明专利和8项实用新型专利的授权。在包括Optics Letters和Optics Express在内的高水平期刊上发表科技论文11篇。

该成果主要应用于量子通信,相干探测等领域,在2016年5月至12月间,科大国盾量子技术股份有限公司在量子通信设施上使用了该项目产品高性能单频光纤激光器,应用单位认为在输出功率、整机功耗、工作温度范围等重要性能方面都要优于国外同类产品,在技术指标方面能够满足用户的需求,同时产品的技术支持、售后服务、交货周期等方面同国外同行业竞争对手相比也均有明显优势。

项目成果于2016年成功应用于中国第一条实用化量子通信干线(京沪干线)的铺设,并荣获2017年度中国光学工程学会科技创新奖创新产品一等奖,具有较大的社会影响力。

项目成果已实现批量生产及销售,近三年实现累计新增销售额4417.43万元,新增利润589.35万元,在该项目产品的带动下,在量子通信领域,应用单位科大国盾量子技术股份有限公司新增销售额2960万元,新增利润453万元,鉴于中国量子通信产业的国际地位及市场前景,预计未来2年内单频光纤激光器的销售收入将突破亿元。

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