一种光学天线和量子通信装置的制作方法

本申请涉及量子通信技术领域，特别是涉及一种光学天线和量子通信装置。

背景技术：

光学天线，是用于发射或接收光信号的设备。在自由空间量子通信中，一般采用apt系统(acquisitionpointingtracking，捕获、指向及跟踪)实现对通信目标的捕获、跟踪和对准，再进行点对点通信。然而，采用apt系统需要在通信前实现目标对准，应用复杂且相对耗时，不能满足目前信息高速传输的需求。

技术实现要素：

本申请主要解决的技术问题是提供一种光学天线和量子通信装置，无需预先对准即可与通信目标实现通信，应用简单且可节约时间。

为解决上述技术问题，本申请采用的技术方案是：提供一种光学天线，该光学天线包括凸面反射部和凹面反射部，凸面反射部包括凸面反射面，凹面反射部包括对应凸面反射面设置的凹面反射面和设在凹面反射面上的通孔，其中，凸面反射面用于将入射的至少部分信号光第一次反射至凹面反射面，凹面反射面用于将第一次反射的至少部分信号光第二次反射至凸面反射面，凸面反射面还用于将第二次反射的至少部分信号光反射至通孔，以使第二次反射的至少部分信号光通过通孔进入与光学天线连接的光学机构。

为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种量子通信装置，该量子通信装置包括上述光学天线。

本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请提供的光学天线包括凸面反射部和凹面反射部，凸面反射部包括凸面反射面，凹面反射部包括对应凸面反射面设置的凹面反射面和设在凹面反射面上的通孔，因而，自由空间中的信号光可被光学天线的凸面反射部或凹面反射部反射，经过多次反射，最终自由空间中的信号光的至少部分信号光可由通孔进入与光学天线连接的光学机构，从而无需预先对准即可与通信目标实现通信，应用简单且可节约时间。

附图说明

为了更清楚地说明本申请中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，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。其中：

图1是本申请光学天线一实施方式的结构示意图；

图2是本申请光学天线一实施方式的光路示意图；

图3是本申请光学天线另一实施方式的光路示意图；

图4是本申请光学天线另一实施方式的结构示意图；

图5是本申请光学天线又一实施方式的结构示意图；

图6是本申请光学天线又一实施方式的结构示意图；

图7是图6中连接部一实施方式的结构示意图；

图8是本申请量子通信装置一实施方式的结构示意图。

具体实施方式

下面结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

请结合参阅图1和图2、图3，图1是本申请光学天线一实施方式的结构示意图，图2是本申请光学天线一实施方式的光路示意图，图3是本申请光学天线另一实施方式的光路示意图。光学天线包括凸面反射部10和凹面反射部20，凸面反射部10包括凸面反射面a；凹面反射部20包括对应凸面反射面a设置的凹面反射面b和设在凹面反射面b上的通孔c。在一个实施场景中，凸面反射面a和凹面反射面b具有90％以上的反射率。

其中，凸面反射面a用于将入射的至少部分信号光d1第一次反射至凹面反射面b，凹面反射面b用于将第一次反射的至少部分信号光d2第二次反射至凸面反射面a，凸面反射面a还用于将第二次反射的至少部分信号光d3反射至通孔c，以使第二次反射的至少部分信号光d3通过通孔c进入与光学天线连接的光学机构(图中未标示)。

在一个实施场景中，凹面反射面b用于将入射的至少部分信号光e1反射至凸面反射面a，凸面反射面a用于将第一次反射的至少部分信号光e2反射至通孔c，以使第一次反射的至少部分信号光e2通过通孔c进入与光学天线连接的光学机构(图中未标示)。在其他实施场景中，自由空间中的信号光还可以沿其他光路通过通孔c而进入与光学天线连接的光学机构。图2及图3所示的光路仅为示意，本实施方式不对光路作具体限制。

通过上述实施方式，本申请提供的光学天线包括凸面反射部10和凹面反射部20，凸面反射部10包括凸面反射面a，凹面反射部20包括对应凸面反射面a设置的凹面反射面b和设在凹面反射面b上的通孔c，因而，自由空间中的信号光可被光学天线的凸面反射部10或凹面反射部20反射，经过多次反射，最终自由空间中的信号光的至少部分信号光可由通孔c进入与光学天线连接的光学机构，从而无需预先对准即可与通信目标实现通信，应用简单且可节约时间。

请继续参阅图1和图2，凸面反射部10包括相互连接的第一凸面反射部101和第二凸面反射部102，且第二凸面反射部102设在第一凸面反射部101和凹面反射部20之间，第一凸面反射部101包括第一凸面反射面a1，第二凸面反射部102包括第二凸面反射面a2；其中，第一凸面反射面a1用于将入射的至少部分信号光d1第一次反射至凹面反射面b，第二凸面反射面a2用于将第二次反射的至少部分信号光d3反射至通孔c。凹面反射部20的凹面反射面b的焦点b1位于第二凸面反射部102上。

在一个实施场景中，请结合参阅图1和图3，凸面反射部10包括相互连接的第一凸面反射部101和第二凸面反射部102，且第二凸面反射部102设在第一凸面反射部101和凹面反射部20之间，第一凸面反射部101包括第一凸面反射面a1，第二凸面反射部102包括第二凸面反射面a2；其中，第二凸面反射面a2用于将入射的至少部分信号光e1经凹面反射面b第一次反射的至少部分信号光e2反射至通孔c。在其他实施场景中，自由空间中的信号光还可以沿其他光路通过通孔c而进入与光学天线连接的光学机构。图2及图3所示的光路仅为示意，本实施方式不对光路作具体限制。

请继续参阅图1，第一凸面反射面a1与第二凸面反射面a2均朝向凹面反射面b设置，凹面反射面b的中轴线f、第一凸面反射面a1的中轴线f以及第二凸面反射面a2的中轴线f均位于同一直线f上，且通孔c设置于凹面反射面b的中轴线f上。

请参阅图4，图4是本申请光学天线另一实施方式的结构示意图。第一凸面反射面a1在与直线f垂直的平面g上的正投影h1大于第二凸面反射面a2在平面g上的正投影h2，第一凸面反射面a1在平面g上的正投影h1等于凹面反射面b在平面g上的正投影h3，第二凸面反射面a2在平面g上的正投影h2等于通孔c在平面g上的正投影h4。第一凸面反射面a1为抛物面。在其他实施场景中，第一凸面反射面a1也可以为其他形状的凸面，例如椭球面、球面等。本实施方式不对第一凸面反射面a1的凸面形状做具体限制。在一个实施场景中，第二凸面反射面a2在平面g上的正投影h2大于通孔c在平面g上的正投影h4。第一凸面反射面a1在与直线f垂直的平面g上的正投影h1、二凸面反射面a2在平面g上的正投影h2、凹面反射面b在平面g上的正投影h3、通孔c在平面g上的正投影h4均为圆形。在另一个实施场景中，第一凸面反射面a1在与直线f垂直的平面g上的正投影h1、第二凸面反射面a2在平面g上的正投影h2、凹面反射面b在平面g上的正投影h3均为圆形，通孔c在平面g上的正投影h4为方形。在其他实施场景中，通孔c在平面g上的正投影h4还可以为其他形状，例如椭圆形、三角形等。

请参阅图5，图5是本申请光学天线又一实施方式的结构示意图。凸面反射部10还包括第一连接杆103，第一连接杆103的一端1031连接于第一凸面反射面a1，另一端1032连接于第二凸面反射部102的与第二凸面反射面a2相背的一面，以使得第一凸面反射部101与第二凸面反射部102连接。在一个实施场景中，第一连接杆103平行于直线f。在另一个实施场景中，第一连接杆103位于直线f上。在一个实施场景中，第一连接杆103通过点胶与第一凸面反射部101、第二凸面反射部102连接。在另一个实施场景中，第一连接杆103的一端1031和另一端1032外周设有螺纹，第一凸面反射部101和第二凸面反射部102设有与该螺纹匹配的螺纹，以使得第一连接杆103通过螺纹与第一凸面反射部101、第二凸面反射部102连接。

请结合参阅图1和图6，图6是本申请光学天线又一实施方式的结构示意图。光学天线还包括连接部30，连接部30的一端301连接于凸面反射部10的边沿，另一端302连接于凹面反射部20的边沿，以使得凸面反射部10和凹面反射部20相对固定。凸面反射部10还包括与凸面反射面a连接的凸面固定件104，凸面固定件104的边沿与连接部30的一端301连接；凹面反射部20还包括与凹面反射面b连接的凹面固定件201，凹面固定件201的边沿与连接部30的另一端302连接。连接部30包括至少3根第二连接杆i，例如3根第二连接杆i、4根第二连接杆i、5根第二连接杆i、6根第二连接杆i等等，每一第二连接杆i的一端连接于凸面反射部10的边沿，另一端连接于凹面反射部20的边沿。在另一个实施方式中，如图7所示，连接部30包围形成一个容置腔303，凸面反射部10与凹面反射部20设于容置腔303中，且连接部30的透光率大于80％，例如80％、85％、90％、95％等等。

请参阅图8，图8为本申请量子通信装置一实施方式的结构示意图。该量子通信装置包括上述任一实施方式中的光学天线1。在一个实施场景中，该量子通信装置还包括靠近光学天线1的凹面反射部20设置的光学机构2。在一个实施场景中，该光学机构2可以为光信号收发机。

以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。