CN118050739A - 一种基于热光源的量子安全激光雷达装置及测距方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于热光源的量子安全激光雷达装置及测距方法，属于激光雷达领域。所述装置包括，热光源；窄带滤波器；非平衡分束模块，用于将滤波后的热态光信号进行分束，产生强度不同的第一热态光信号和第二热态光信号；望远镜，用于将所述第二热态光信号扩束后照射目标；偏振处理模块；环形器；本振激光器；第一分束器；第一共轭零差探测模块；第二共轭零差探测模块。所述装置直接利用了光源正则分量本身的随机性，无需使用随机数发生器产生随机数，省去了调制器件和相应的驱动电路，降低了***的复杂度，更易于小型化、芯片化；使用所述装置进行测距，消除了有限的调制精度和调制误差对探测欺骗干扰能力的影响。

Description

一种基于热光源的量子安全激光雷达装置及测距方法

技术领域

本发明属于激光雷达领域，特别涉及一种基于热光源的量子安全激光雷达装置及测距方法。

背景技术

常规的激光雷达使用经典光信号，通过截取重发可以获取激光雷达信号的完整信息，从而实现对激光雷达的欺骗干扰。

将量子技术应用到雷达领域中，利用纠缠量子态、单光子量子态的不可克隆、测量塌缩等特性来探测欺骗干扰，可以有效识别截获重发攻击，提高探测的安全性和可靠性。如文献M. Malik, et al. Secure quantum LIDAR, Frontiers in Optics. OpticaPublishing Group, 2012: FM3C. 3和Wang Q, et al. Pseudorandom modulationquantum secured lidar. Optik, 2015, 126(22): 3344-3348采用经过偏振编码的衰减激光作为照射目标的量子态，如果目标对量子态进行截取、测量并重发，企图进行欺骗干扰，会导致在接收端引起较高的误码率，从而被发现。但是，该类方案要求采用极弱光（如单脉冲平均光子数为0.1）作为探测信号，自由空间较大的传输损耗及散射会严重限制其作用距离。另外，该类方案要求采用波片或电光调制器进行随机偏振态调制，需要复杂的驱动电路进行控制，不仅使得***的复杂度较高，而且偏振态会受到大气扰动和目标散射的影响，使得虚警率过高，实用性较低。中国专利申请（公开号为CN116381643A）提出一种基于高斯调制的相干态对目标探测，无需将信号衰减到每脉冲远小于1个光子，即可探测目标是否存在欺骗干扰。然而该方案要求利用随机数对相干态进行随机的幅度和相位调制，需要随机数发生器和多个电光调制器及相应的驱动电路，***仍较为复杂。

发明内容

为解决现有技术中主动调制精度有限，存在调制误差，***过噪声较大，电路复杂度较高的技术问题，本发明提出了一种基于热光源的量子安全激光雷达装置及测距方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一方面，本发明提供了一种基于热光源的量子安全激光雷达装置，包括：

热光源，用于产生热态光信号；

窄带滤波器，用于对热态光信号进行滤波；

非平衡分束模块，用于将滤波后的热态光信号进行分束，产生强度不同的第一热态光信号和第二热态光信号；其中，第一热态光信号和第二热态光信号分别传输至第一共轭零差探测模块和环形器，所述第一热态光信号的强度大于第二热态光信号的强度；

环形器，用于将第二热态光信号传输至望远镜，以及用于接收望远镜传输的回波光信号，并将所述回波光信号传输至偏振处理模块；

望远镜，用于接收环形器传输的第二热态光信号，并将所述第二热态光信号扩束后照射目标，以及用于接收经目标反射的回波光信号；

偏振处理模块，用于调整回波光信号的偏振态；

本振激光器，用于产生窄线宽光信号，作为本振光信号；

第一分束器，用于将本振光信号分束为第一本振光分量和第二本振光分量，其中，第一本振光分量和第二本振光分量分别传输至第一共轭零差探测模块和第二共轭零差探测模块；

第一共轭零差探测模块，用于基于第一本振光分量测量第一热态光信号的正则分量；

第二共轭零差探测模块，用于基于第二本振光分量测量调整偏振态后的回波光信号的正则分量；

所述窄带滤波器和本振激光器的中心波长相同。

另一方面，本发明提供了一种测距方法，由上述一种基于热光源的量子安全激光雷达装置执行如下步骤：

步骤S1：热光源产生的热态光信号经窄带滤波器滤波后被分束成强度不同的第一热态光信号和第二热态光信号，本振激光器产生窄线宽光信号，并被分束为第一本振光分量和第二本振光分量；

步骤S2：使用第一本振光分量对第一热态光信号进行共轭零差探测，得到一组正则坐标分量和正则动量分量所对应的序列{X1}和序列{P1}；第二热态光信号作为量子安全雷达的探测信号，照射目标物体被反射后形成回波光信号；

步骤S3：使用第二本振光分量对经过偏振处理后的回波光信号进行共轭零差探测，得到另一组正则坐标分量和正则动量分量所对应的序列{X2}和序列{P2}；

步骤S4：将序列{X1}与序列{X2}、序列{X1}与序列{P2}、序列{P1}与序列{X2}、序列{P1}与序列{P2}同步进行移位互相关运算，得到4个互相关序列，当至少有一个互相关序列有明显的互相关峰值时得到目标距离；

步骤S5：根据步骤S4中的互相关峰值计算出回波光信号的相位漂移值，并对序列{X1}和{P1}进行相位补偿；

步骤S6：根据步骤S4得到的目标距离将步骤S5进行相位补偿后的序列{X1}与序列{P1}分别与序列{X2}和序列{P2}对齐，并估计***的过噪声，当过噪声大于设定阈值时，判断目标存在欺骗干扰。

本发明的有益效果在于：

（1）采用热态光源，直接利用了光源正则分量本身的随机性，无需使用随机数发生器产生随机数。无需采用电光调制器对光信号进行幅度、相位的随机调制，省去了调制器件和相应的驱动电路，降低了***的复杂度。无需主动调制器件，更易于小型化、芯片化。

（2）无需主动调制器件，消除了有限的调制精度和调制误差对探测欺骗干扰能力的影响。

附图说明

图1为本发明一种基于热光源的量子安全激光雷达装置结构图图；

图2为本发明一种基于热光源的量子安全激光雷达装置实施例一的结构图；

图3为本发明一种基于热光源的量子安全激光雷达装置实施例二的结构图；

图4为本发明一种基于热光源的量子安全激光雷达装置实施例三的结构图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，为本发明一种基于热光源的量子安全激光雷达装置的结构图，所述装置包括：

热光源，用于产生热态光信号；

窄带滤波器，用于对热态光信号进行滤波；

非平衡分束模块，用于将滤波后的热态光信号进行分束，产生强度不同的第一热态光信号和第二热态光信号；其中，第一热态光信号和第二热态光信号分别传输至第一共轭零差探测模块和环形器，所述第一热态光信号的强度大于第二热态光信号的强度；

环形器，用于将第二热态光信号传输至望远镜，以及用于接收望远镜传输的回波光信号，并将所述回波光信号传输至偏振处理模块；

望远镜，用于接收环形器传输的第二热态光信号，并将所述第二热态光信号扩束后照射目标，以及用于接收经目标反射的回波光信号；

偏振处理模块，用于调整回波光信号的偏振态；

本振激光器，用于产生窄线宽光信号，作为本振光信号；

第一分束器，用于将本振光信号分束为第一本振光分量和第二本振光分量，其中，第一本振光分量和第二本振光分量分别传输至第一共轭零差探测模块和第二共轭零差探测模块；

第一共轭零差探测模块，用于基于第一本振光分量测量第一热态光信号的正则分量；

第二共轭零差探测模块，用于基于第二本振光分量测量调整偏振态后的回波光信号的正则分量；

所述窄带滤波器和本振激光器的中心波长相同。

进一步的，所述热光源还包括光纤放大器，用于将热态光信号的功率进行放大。

具体工作过程及原理如下：

热光源产生热态光信号，经窄带滤波器滤波后平均光子数为，被非平衡分束模块分束成强度不同的第一热态光信号和第二热态光信号。其中，所述第一热态光信号的强度大于第二热态光信号。本振激光器产生窄线宽光信号，并被分束为第一本振光分量和第二本振光分量。

使用第一本振光分量和第一共轭零差探测模块来测量第一热态光信号的正则坐标分量和正则动量分量，即X分量和P分量，得到序列{X1}和序列{P1}。

第二热态光信号经环形器和望远镜后照射到目标，被目标反射后形成回波光信号再次经望远镜和环形器传输至偏振处理模块，调整好偏振态后进入第二共轭零差探测模块，结合第二本振光分量对回波光信号的X分量和P分量进行测量，得到序列{X2}和序列{P2}。

在实际情况下，对第一热态光信号和回波光信号的测量模式不可能完全重叠，假设对回波光信号测量的模式为，则对第一热态光信号测量的模式/>可写为：

，

其中，表示与模式/>垂直的模式，/>和/>分别为模式/>和模式/>的系数，并且/>。

假设非平衡分束模块为一个50：50的分束器，并且在输出第二热态光信号的光路上设置一个衰减器，则第一热态光信号的X分量测量结果可写为：

，

其中，和/>分别为第一共轭零差探测模块的探测效率和电噪声，/>和/>分别为热光源中模式/>和/>的X分量，/>为分束和探测过程中引入的真空噪声。

回波光信号的X分量测量结果为：

，

其中，为衰减器的透过率，/>为第二热态光信号的发射、接收以及目标反射的整体效率，/>和/>分别为第二共轭零差探测模块的探测效率和电噪声，/>为分束、传输和探测过程中引入的真空噪声。对第一热态光信号和回波光信号的P分量测量结果类似，不再赘述。

将序列{X1}和序列{P1}分别与序列{X2}和序列{P2}进行移位互相关运算来测距，具体为将序列{X1}与序列{X2}、序列{X1}与序列{P2}、序列{P1}与序列{X2}、序列{P1}与序列{P2}同步进行移位互相关运算，得到4个互相关序列。

对于序列{X1}与序列{X2}，当二者为来自于不同热态分束后的测量结果时，两个序列完全相互无关，用二者的协方差表示互相关值可得：

，

其中，为变量的均值，/>为两个变量的协方差。类似的，其余三个互相关结果也为0。

当二者为来自于同一个热态分束后的测量结果时，二者的互相关达到峰值，可得：

，

其中，，/>为第二热态光信号传输过程中引入的相位，且存在一定缓慢漂移。其余三个互相关结果可通过同样的方法计算得：

，

其中，为两个变量i和j之间的互相关值。

由和/>随/>的变化关系可知，当

时，/>，即4个互相关值中两个为0时，另外两个必然达到最大值。如果取互相关值的绝对值，则对任意相位/>，其最小值为/>。因此，当进行移位互相关运算时，至少有一个互相关序列会有明显的峰值，此时得到的移位数N与***的周期T相乘即为第二热态光信号的飞行时间，从而可以计算出目标距离/>，其中c为光速。

根据上述4个互相关值可以计算出相应的相位漂移值，进而可以对序列{X1}和{P1}进行相位补偿。随后根据移位数N或目标距离将补偿后的序列{X1}与序列{P1}分别与序列{X2}和序列{P2}对齐。随后使用/>估计出C的值，并得到***的总噪声，减去共轭零差探测模块的电噪声以及真空噪声即可得到***的过噪声。当过噪声大于设定阈值时，判断目标存在欺骗干扰。

进一步的，如图2所示，给出了本发明一种基于热光源的量子安全激光雷达装置的一种改进实施例一：

所述热光源包括：

第一放大自发辐射光源，用于产生宽谱热态连续光信号；

起偏器，用于通过特定偏振态的热态连续光信号。

所述非平衡分束模块包括：

第二分束器，用于将滤波后的热态光信号分束成强度相等的第一热态光信号和第二热态光信号；

衰减器，用于将第二热态光信号衰减至预定强度。

所述偏振处理模块为偏振控制器，用于将回波光信号的偏振态调节为水平偏振。

所述第一共轭零差探测模块包括第一90°光混频器和两个平衡探测器，

所述第一90°光混频器的两个输入端口分别用于输入第一热态光信号和第一本振光分量；

所述第一90°光混频器的其中两个输出端口分别连接一个平衡探测器的两个输入端口，另外两个输出端口分别连接另一个平衡探测器BPD的两个输入端口。

所述第二共轭零差探测模块包括第二90°光混频器和两个平衡探测器，

所述第二90°光混频器的两个输入端口分别用于输入回波光信号和第二本振光分量；

所述第二90°光混频器的其中两个输出端口分别连接一个平衡探测器的两个输入端口，另外两个输出端口分别连接另一个平衡探测器的两个输入端口。

具体工作过程及原理如下：

第一放大自发辐射光源产生热态光信号，通过起偏器后变为水平偏振态，再经窄带滤波器滤波后得到平均光子数为，随后被第二分束器BS2分束成强度相同的第一热态光信号和第二热态光信号。第二热态光信号再经过一个透过率为/>的衰减器，平均光子数变为/>。本振激光器产生窄线宽光信号，并被分束为第一本振光分量和第二本振光分量。

第一热态光信号和第一本振光分量分别进入第一90°光混频器的两个输入端口，进行90°混频后得到4路干涉光信号分别进入两个平衡探测器进行探测，测得第一热态光信号的X分量和P分量，得到序列{X1}和序列{P1}。

第二热态光信号经环形器和望远镜后照射到目标，被目标反射后形成回波光信号再次经望远镜和环形器传输至偏振控制器，将回波光信号的偏振态调节为水平偏振后，与第二本振光分量分别进入第二90°混频器的两个输入端口，进行90°混频后得到4路干涉光信号分别进入两个平衡探测器进行探测，测得回波光信号的X分量和P分量，得到序列{X2}和序列{P2}。

可以根据上述方法对序列{X1}和序列{P1}、序列{X2}和序列{P2}进行处理，可以实现测距和欺骗干扰检测。

进一步的，如图3所示，给出了本发明一种基于热光源的量子安全激光雷达装置另一改进实施例二：

所述热光源第二放大自发辐射光源，用于产生水平偏振的宽谱热态光信号。

所述非平衡分束模块包括：

第一半波片，用于将热态光信号的偏振态旋转至预定角度；

第一偏振分束器，用于将偏振旋转后的热态光信号偏振分束成强度不同的第一热态光信号和第二热态光信号。

所述偏振处理模块为偏振控制器，用于将回波光信号调节为水平偏振态。

所述第一共轭零差探测模块包括第一90°光混频器和两个平衡探测器，

所述第一90°光混频器的两个输入端口分别用于输入第一热态光信号和第一本振光分量；

所述第一90°光混频器的其中两个输出端口分别连接一个平衡探测器的两个输入端口，另外两个输出端口分别连接另一个平衡探测器的两个输入端口。

所述第二共轭零差探测模块包括第二偏振分束器、第三偏振分束器、第四分束器、第五分束器、移相器和平衡探测器，

所述第二偏振分束器的两个输入端口分别用于输入回波光信号和第二本振光分量，其输出端口连接第四分束器的输入端口；

所述第四分束器的一个输出端口与第五分束器的一个输入端口通过第一光纤相连；

所述第三偏振分束器的一个输入端口和一个输出端口分别通过第二光纤和第三光纤连接第四分束器的另一个输出端口和第五分束器的另一个输入端口；

所述第三偏振分束器的另一个输入端口和另一个输出端口通过第四光纤和移相器相连；

所述第一光纤的长度比第二光纤与第三光纤的长度之和长vt，所述第四光纤的长度为v/>t，其中v为光纤中的光速，t为回波光信号与第二本振光分量进入第二偏振分束器的时间差；

所述第五分束器的两个输出端口分别连接平衡探测器的两个输入端口。

具体工作过程及原理如下：

第二放大自发辐射光源产生热态光信号，偏振态为水平方向，经窄带滤波器滤波后得到平均光子数为，随后经过第一半波片进行偏振旋转，其偏振方向与水平方向夹角变为/>，被第一偏振分束器分束成强度不同的第一热态光信号和第二热态光信号，二者的平均光子数分别为/>和/>。本振激光器产生窄线宽光信号，并被分束为第一本振光分量和第二本振光分量。

第一热态光信号和第一本振光分量分别进入第一90°光混频器的两个输入端口，进行90°混频后得到4路干涉光信号分别进入两个平衡探测器进行探测，测得第一热态光信号的X分量和P分量，得到序列{X1}和序列{P1}。

第二热态光信号经环形器和望远镜后照射到目标，被目标反射后形成回波光信号再次经望远镜和环形器传输至偏振控制器，将回波光信号调节为水平偏振态。随后回波光信号与第二本振光分量先后进入第二偏振分束器的输入端口，其中回波光信号仍为水平偏振态，第二本振光分量变为竖直偏振态。二者进入第四分束器被各自分束为幅度相同的第一回波分量和第二回波分量、第三本振光分量和第四本振光分量，其中第一回波分量与第三本振光分量沿第一光纤传播，第二回波分量与第四本振光分量沿第二光纤传播。第二回波分量到达第三偏振分束器后进入第四光纤传播，并经移相器进行90°相移，随后回到第三偏振分束器并进入第三光纤，变为竖直偏振态；第四本振光分量到达第三偏振分束器后直接进入第三光纤，变为水平偏振态。由于第一光纤比第二光纤与第三光纤的长度之和长vt，即第一回波分量在第一光纤中传播的时间比第四本振光分量在第二光纤和第三光纤中传播的时间长t，刚好抵消二者从第四分束器的两个输出端口出射的时间差t，因此第一回波分量和第四本振光分量同时到达第五分束器的两个输入端口，进行干涉后得到2路干涉光信号进入平衡探测器进行探测，测得回波光信号的X分量，得到序列{X2}。第二回波分量经第二光纤传输到达第三偏振分束器后进入第四光纤，偏振态保持不变，随后经移相器回到第三偏振分束器后再次进入第四光纤，变为竖直偏振态，并经过90°相移，从第三偏振分束器出射，经第三光纤到达第五分束器的一个输入端口；因此第二回波分量在第二光纤、第三光纤、第四光纤中传输的时间比第三本振光分量在第一光纤中传输的时间多t，又由于第二回波分量和第三本振光分量从第四分束器的两个输出端口出射的时间差为t，因此第二回波分量和第三本振光分量同时到达第五分束器的两个输入端口，进行干涉后得到2路干涉光信号进入平衡探测器进行探测，比第一回波分量和第四本振光分量的干涉信号延迟了时间t。最终可以测得回波光信号的P分量，得到序列{P2}。

可以根据上述方法对序列{X1}和序列{P1}、序列{X2}和序列{P2}进行处理，可以实现测距和欺骗干扰检测。

进一步，如图4所示，给出了本发明一种基于热光源的量子安全激光雷达装置又一改进实施例三：

所述热光源为第二放大自发辐射光源，用于产生水平偏振的宽谱热态光信号。

所述非平衡分束模块为分束比可调的第三分束器。

所述偏振处理模块包括偏振控制器和四分之一波片，用于将回波光信号调节为圆偏振态。

所述第一共轭零差探测模块包括第一90°光混频器和两个平衡探测器，

所述第一90°光混频器的两个输入端口分别用于输入第一热态光信号和第一本振光分量；

所述第一90°光混频器的其中两个输出端口分别连接一个平衡探测器的两个输入端口，另外两个输出端口分别连接另一个平衡探测器的两个输入端口。

所述第二共轭零差探测模块包括第四偏振分束器、第五偏振分束器、第二半波片、第三半波片和平衡探测器，

所述第四偏振分束器的两个输入端口分别用于输入回波光信号和第二本振光分量，其两个输出端口分别通过不同长度的光路连接第五偏振分束器的两个输入端口；

所述第五偏振分束器的两个输出端口分别连接平衡探测器的两个输入端口；

所述第二半波片设置在第四偏振分束器与第五偏振分束器相连的较短的光路上；

所述第三半波片设置在第四偏振分束器与第五偏振分束器相连的较长的光路上；

所述第二半波片、第三半波片的主轴方向与水平偏振方向的夹角均为22.5°。

具体工作过程及原理如下：

第二放大自发辐射光源产生热态光信号，偏振态为水平方向，经窄带滤波器BPF滤波后得到平均光子数为，随后被第三分束器分束成强度不同的第一热态光信号和第二热态光信号。本振激光器产生窄线宽光信号，并被分束为第一本振光分量和第二本振光分量。

第一热态光信号和第一本振光分量分别进入第一90°光混频器的两个输入端口，进行90°混频后得到4路干涉光信号分别进入两个平衡探测器进行探测，测得第一热态光信号的X分量和P分量，得到序列{X1}和序列{P1}。

第二热态光信号经环形器和望远镜后照射到目标，被目标反射后形成回波光信号再次经望远镜和环形器传输至偏振控制器，将回波光信号调节为水平偏振态。随后回波光信号经主轴方向与水平偏振方向夹角为45°的四分之一波片变为圆偏振态，进入第四偏振分束器的一个输入端口被偏振分束为幅度相同的第一回波分量和第二回波分量，二者具有90°相位差。第二本振光分量进入第四偏振分束器的另一个输入端口，被偏振分束成幅度相同的第三本振光分量和第四本振光分量。

第一回波分量和第三本振光分量同时从第四偏振分束器的一个输出端口出射，二者偏振相互垂直，经过第二半波片后进行干涉，被第五偏振分束器偏振分束后从其两个输出端口出射，最后进入平衡探测器进行探测，测得回波光信号的X分量，得到序列{X2}。

第二回波分量和第四本振光分量同时从第四偏振分束器的另一个输出端口出射，二者偏振相互垂直，经过第三半波片进行干涉，被第五偏振分束器偏振分束后从其两个输出端口出射，最后进入平衡探测器进行探测，测得回波光信号的P分量，得到序列{P2}。由于连接第四偏振分束器PS3的两个输出端口和第五偏振分束器的两个输入端口的光路长度不同，平衡探测器对回波光信号的X分量和P分量进行时分复用测量。

可以根据上述方法对序列{X1}和序列{P1}、序列{X2}和序列{P2}进行处理，可以实现测距和欺骗干扰检测。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种基于热光源的量子安全激光雷达装置，其特征在于，包括：

热光源，用于产生热态光信号；

窄带滤波器，用于对热态光信号进行滤波；

非平衡分束模块，用于将滤波后的热态光信号进行分束，产生强度不同的第一热态光信号和第二热态光信号；其中，第一热态光信号和第二热态光信号分别传输至第一共轭零差探测模块和环形器，所述第一热态光信号的强度大于第二热态光信号的强度；所述第二热态光信号包含量子涨落信号；

环形器，用于将第二热态光信号传输至望远镜，以及用于接收望远镜传输的回波光信号，并将所述回波光信号传输至偏振处理模块；

望远镜，用于接收环形器传输的第二热态光信号，并将所述第二热态光信号扩束后照射目标，以及用于接收经目标反射的回波光信号；

偏振处理模块，用于调整回波光信号的偏振态；

本振激光器，用于产生窄线宽光信号，作为本振光信号；

第一分束器，用于将本振光信号分束为第一本振光分量和第二本振光分量，其中，第一本振光分量和第二本振光分量分别传输至第一共轭零差探测模块和第二共轭零差探测模块；

第一共轭零差探测模块，用于基于第一本振光分量测量第一热态光信号的正则分量；

第二共轭零差探测模块，用于基于第二本振光分量测量调整偏振态后的回波光信号的正则分量；

所述窄带滤波器和本振激光器的中心波长相同。

2.根据权利要求1所述的一种基于热光源的量子安全激光雷达装置，其特征在于，所述热光源包括：

第一放大自发辐射光源，用于产生宽谱热态连续光信号；

起偏器，用于透过特定偏振态的热态连续光信号。

3.根据权利要求1所述的一种基于热光源的量子安全激光雷达装置，其特征在于，所述热光源为第二放大自发辐射光源，用于产生水平偏振的宽谱热态光信号。

4.根据权利要求2或3所述的一种基于热光源的量子安全激光雷达装置，其特征在于，所述热光源还包括光纤放大器，用于将热态光信号的功率进行放大。

5.根据权利要求1所述的一种基于热光源的量子安全激光雷达装置，其特征在于，所述非平衡分束模块包括：

第二分束器，用于将滤波后的热态光信号分束成强度相等的第一热态光信号和第二热态光信号；

衰减器，用于将第二热态光信号衰减至预定强度。

6.根据权利要求1所述的一种基于热光源的量子安全激光雷达装置，其特征在于，所述非平衡分束模块包括：

第一半波片，用于将热态光信号的偏振态旋转至预定角度；

第一偏振分束器，用于将偏振态旋转至预定角度后的热态光信号偏振分束成强度不同的第一热态光信号和第二热态光信号。

7.根据权利要求1所述的一种基于热光源的量子安全激光雷达装置，其特征在于，所述非平衡分束模块为分束比可调的第三分束器。

8.根据权利要求1所述的一种基于热光源的量子安全激光雷达装置，其特征在于，所述偏振处理模块为偏振控制器，用于将回波光信号的偏振态调节为水平偏振。

9.根据权利要求1所述的一种基于热光源的量子安全激光雷达装置，其特征在于，所述偏振处理模块包括偏振控制器和四分之一波片，用于将回波光信号调节为圆偏振态。

10.根据权利要求1所述的一种基于热光源的量子安全激光雷达装置，其特征在于，所述第一共轭零差探测模块包括第一90°光混频器和两个平衡探测器，

所述第一90°光混频器的两个输入端口分别用于输入第一热态光信号和第一本振光分量；

所述第一90°光混频器的其中两个输出端口分别连接一个平衡探测器的两个输入端口，所述第一90°光混频器的另外两个输出端口分别连接另一个平衡探测器的两个输入端口。

11.根据权利要求8所述的一种基于热光源的量子安全激光雷达装置，其特征在于，所述第二共轭零差探测模块包括第二90°光混频器和两个平衡探测器，

所述第二90°光混频器的两个输入端口分别用于输入回波光信号和第二本振光分量；

所述第二90°光混频器的其中两个输出端口分别连接一个平衡探测器的两个输入端口，所述第二90°光混频器的另外两个输出端口分别连接另一个平衡探测器的两个输入端口。

12.根据权利要求8所述的一种基于热光源的量子安全激光雷达装置，其特征在于，所述第二共轭零差探测模块包括：

第二偏振分束器、第三偏振分束器、第四分束器、第五分束器、移相器和平衡探测器，

所述第二偏振分束器的两个输入端口分别用于输入回波光信号和第二本振光分量，其输出端口连接第四分束器的输入端口；

所述第四分束器的一个输出端口与第五分束器的一个输入端口通过第一光纤相连；

所述第三偏振分束器的一个输入端口和一个输出端口分别通过第二光纤和第三光纤连接第四分束器的另一个输出端口和第五分束器的另一个输入端口；

所述第三偏振分束器的另一个输入端口和另一个输出端口通过第四光纤和移相器相连；

所述第一光纤的长度比第二光纤与第三光纤的长度之和长vt，所述第四光纤的长度为v/>t，其中v为光纤中的光速，t为回波光信号与第二本振光分量进入第二偏振分束器的时间差；

所述第五分束器的两个输出端口分别连接平衡探测器的两个输入端口。

13.根据权利要求9所述的一种基于热光源的量子安全激光雷达装置，其特征在于，所述第二共轭零差探测模块包括：

第四偏振分束器、第五偏振分束器、第二半波片、第三半波片和平衡探测器；

所述第四偏振分束器的两个输入端口分别用于输入回波光信号和第二本振光分量，其两个输出端口分别通过不同长度的光路连接第五偏振分束器的两个输入端口；

所述第五偏振分束器的两个输出端口分别连接平衡探测器的两个输入端口；

所述第二半波片设置在第四偏振分束器与第五偏振分束器相连的较短的光路上；

所述第三半波片设置在第四偏振分束器与第五偏振分束器相连的较长的光路上；

所述第二半波片、第三半波片的主轴方向与水平偏振方向的夹角均为22.5°。

14.一种测距方法，应用于权利要求1-13任一项所述的一种基于热光源的量子安全激光雷达装置，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤S1：热光源产生的热态光信号经窄带滤波器滤波后被分束成强度不同的第一热态光信号和第二热态光信号，本振激光器产生窄线宽光信号，并被分束为第一本振光分量和第二本振光分量；

步骤S2：使用第一本振光分量对第一热态光信号进行共轭零差探测，得到一组正则坐标分量和正则动量分量所对应的序列{X1}和序列{P1}；第二热态光信号作为量子安全雷达的探测信号，照射目标物体被反射后形成回波光信号；

步骤S3：使用第二本振光分量对经过偏振处理后的回波光信号进行共轭零差探测，得到另一组正则坐标分量和正则动量分量所对应的序列{X2}和序列{P2}；

步骤S4：将序列{X1}与序列{X2}、序列{X1}与序列{P2}、序列{P1}与序列{X2}、序列{P1}与序列{P2}同步进行移位互相关运算，得到4个互相关序列，当至少有一个互相关序列有明显的互相关峰值时得到目标距离；

步骤S5：根据步骤S4中的互相关峰值计算出回波光信号的相位漂移值，并对序列{X1}和{P1}进行相位补偿；

步骤S6：根据步骤S4得到的目标距离将步骤S5进行相位补偿后的序列{X1}与序列{P1}分别与序列{X2}和序列{P2}对齐，并估计***的过噪声，当过噪声大于设定阈值时，判断目标存在欺骗干扰。