Дипломная работа: Cистемы квантовой криптографии | Готовая дипломная по информатике 

Cистемы квантовой криптографии

дипломные работы, информатика

Объем работы: 123 стр.

Год сдачи: 2010

Стоимость: Договорная

 
Содержание (Table of Contents)
1. Введение…………………………………………………………………5
2. Обзор литературы…………………………………………….………..7
2.1. Методы стабилизации низких температур с помощью элементов Пельтье……………………………………………………..7
2.1.1. Методы охлаждения………………………………………….7
2.1.2. Эффект Пельтье……………………………………………….8
2.1.3. Особенности применения модулей Пельтье……………….12
2.1.4. Теплоизоляция………………………………………………..13
2.1.5. Измерение температуры……………………………………..14
2.1.6. Автоматическое регулирование……………………………..16
2.1.7. Виды САР……………………………………………………..18
2.1.8. Устойчивость САР……………………………………………19
2.1.9. Качество процессов регулирования…………………………20
2.2. Эксперимент по квантовой передаче ключа (Quantum key distribution experiment: cryptography overview)………………21
2.2.1. Описание (Abstract)..…………………………………………..21
2.2.2. Введение (Introduction)………………………………………..21
2.2.3. Классическая криптография (Classical Cryptography)………22
2.2.4. Квантовая криптография (Quantum Cryptography)………….26
2.2.5. Системы с фазовым кодированием (Phase coding QKD system)………………………………………………………….31
2.2.6. Эксперименты (Experimental QKD)………………………….33
3. Разработка охладителя…………………………………………………36
3.1. Выбор конструкции охладителя……………………………...…..36
3.2. Выбор типов элементов Пельтье…………………………………42
3.3. Измеритель температуры…………………………………………43
4. Система автоматического регулирования температуры………….47
4.1. Построение САР…………………………………………………..47
4.2. Схема САР…………………………………………………………50
4.3. Выбор коэффициентов КИ и КУ………………………………..…53
5. Экспериментальная установка (QKD Experimental Set-up)….……61
5.1. Оптическая часть установки (Optical part of the set-up)…………61
5.2. Электронная часть установки (Electronic part of the set-up)….....66
5.3. Программное обеспечение (Software)……………………………72
6. Сопровождающий импульс сигнала (Afterpulsing effect)…………..74
7. Эксперимент по квантовой передаче ключа (QKD experiment)…..77
7.1. Вычисление числа фотонов в импульсе (Calculation of the number of photons per pulse)………………...………….…………………..78
7.2....


1. Введение

Непрерывное совершенствование технологии производства радиоматериалов и принципов конструирования аппаратуры привело к тому, что параметры значительного числа радиоустройств, предназначенных для работы в обычном интервале температур, приблизились к теоретически достижимому пределу. Это означает, что возможности, определяемые свойствами веществ, из которых изготовлены компоненты радиоаппаратуры, при комнатных температурах во многом уже исчерпаны. Использование низких температур позволяет преодолеть это препятствие и открывает новые пути в разработке радиоэлектронных систем.
В последние годы по всему миру активно разрабатываются системы квантовой криптографии. В лаборатории кафедры ведутся работы по созданию фотодетекторов для систем квантовой криптографии. Требование высокой чувствительности, вплоть до регистрации единичных фотонов, и низкого уровня ложных срабатываний приводит к необходимости использования в качестве чувствительного элемента лавинного фотодиода, охлажденного до низких температур. Так как характеристики фотодиода сильно зависят от температуры, ее необходимо стабилизировать с высокой точностью. Типовые значения рабочих температур фотодиодов -50…-80 оС при точности ее поддержания не хуже десятых долей градуса.
При исследовании экспериментальных моделей фотодетекторов необходимо также изменение температуры, что повышает требования к оптимизации переходных процессов, возникающих в системе регулирования. Все это в сочетании с высокой точностью поддержания температуры вплоть до предельно низких значений, требует тщательного расчета и экспериментальной проработки не только электронной части системы охлаждения, но и конструкции устройства.
Таким образом, целью данной работы является:
- создание автономной и компактной системы охлаждения фотодиодов до температуры -50…-60 оС;
- разработка системы автоматического регулирования (САР) для поддержания заданной температуры фотодиодов с точностью до 0.1 оС.

В NTNU ведутся работы по созданию...