一种基于拉曼光纤放大的连续变量量子密钥分发的本振光放大方法技术

本发明专利技术公开了一种基于拉曼光纤放大的连续变量量子密钥分发的本振光放大方法，用于完成对本振光的放大。包括以下步骤，步骤1：根据连续变量量子密钥分发系统发送端输出的本振光选择泵浦光的偏振类型，波长及功率；步骤2：将发送端输出的本振光和信号光与泵浦光耦合进信道，调节泵浦光使其与本振光偏振态相同，经过光纤传输进行对本振光的分布式拉曼放大；步骤3：在信道输出端使用光滤波器将本振光和信号光从泵浦光中分离出来并输入到连续变量量子密钥分发系统的接收端。本发明专利技术通过使用拉曼放大器在信道中放大本振光，实现了只放大本振光而不影响信号光的目的，增加了连续变量量子密钥分发长距离传输的灵敏度。

A Local Oscillator Amplification Method Based on Continuous Variable Quantum Key Distribution in Raman Fiber Amplification

【技术实现步骤摘要】
一种基于拉曼光纤放大的连续变量量子密钥分发的本振光放大方法
本专利技术涉及光放大领域，特别涉及连续变量量子密钥分发本振光放大技术，尤其是一种基于连续变量量子密钥分发的本振光放大方法。
技术介绍
连续变量量子密钥分发技术是一种基于量子力学的基本原理，从物理理论上保证密钥分发的无条件安全的密钥生成技术。在连续变量量子密钥分发系统中，本振光在传输过程中因为损耗的存在其功率势必会衰减，而长距离连续变量量子密钥分发需要强的本振，因此急需实现对连续变量量子密钥分发系统中本振光的放大。为了高效地实现连续变量量子密钥分发中对本振光的放大，我们提出了一种基于连续变量量子密钥分发本振光的高效放大方法。在连续变量量子密钥分发系统中，本振光与信号光在信道中偏振态正交。通过使用前向泵浦的拉曼放大器，使泵浦光与本振光保持相同的偏振态，与此同时泵浦光与信号光偏振态正交，利用拉曼放大的偏振相关特性，经过光纤传输后就可以实现对本振光的分布式放大而不影响信号光。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题针对连续变量量子密钥分发中本振光功率放大问题，本专利技术提出了一种基于连续变量量子密钥分发本振光放大方法，是一种对连续变量量子密钥分发本振光进行分布式拉曼放大，从而提高接收端接收到本振光的功率而不影响接收到的信号光，实现连续变量量子密钥分发本振光放大的方法。(二)技术方案本专利技术提供的一种基于连续变量量子密钥分发本振光放大方法，包括三个步骤：步骤1：根据连续变量量子密钥分发系统发送端输出的本振光选择泵浦光的偏振类型，波长以及功率；步骤2：使用光耦合器将发送端输出的本振光和信号光与泵浦光耦合进信道，调节泵浦光偏振态使其与本振光偏振态相同，经过光纤传输进行对本振光的分布式拉曼放大；步骤3：在信道输出端使用光滤波器将本振光和信号光从泵浦光中分离出来并输入到连续变量量子密钥分发系统的接收端；上述步骤按照顺序依次进行。所述的根据连续变量量子密钥分发系统发送端输出的本振光选择泵浦光的偏振类型，波长以及功率，步骤1包括如下步骤：步骤1a：选择线偏振光作为泵浦光；步骤1b：根据连续变量量子密钥分发系统中本振光波长选择泵浦光波长，使得该泵浦光在本振光波长位置可产生较大的拉曼增益；步骤1c：根据连续变量量子密钥分发系统发送到信道中的本振光的功率大小及连续变量量子密钥分发的传输距离选择泵浦光功率，使得经过拉曼放大到达接收端的本振光功率满足接收机的功率要求。所述的使用光耦合器将本振光和信号光与泵浦光耦合进信道，调节泵浦光偏振态使其与本振光偏振态相同，经过光纤传输进行对本振光的分布式拉曼放大，步骤2包括如下步骤：步骤2a：采用前向泵浦的方式在信道输入端将泵浦光与本振光和信号光以相同传输方向耦合进信道；步骤2b：控制连续变量量子密钥分发系统发送端产生的本振光和信号光的偏振态正交且保持稳定；步骤2c：控制泵浦光偏振态使其与本振光偏振态相同，同时与信号光偏振态正交；步骤2d：本振光、信号光和泵浦光经过光纤传输完成对本振光的分布式拉曼放大。(三)有益效果1.本专利技术通过在信道中使用拉曼放大器对连续变量量子密钥分发中的本振光进行光放大，提高了本振光功率，通过在线放大构成对本振光的分布式放大，放大沿光纤分布而不是集中作用，使得本振光在光纤中各点的功率比较小，从而可降低非线性效应尤其是四波混频效应的干扰，减轻信道间串扰的影响。2.本专利技术通过利用连续变量量子密钥分发的本振光与信号光在信道中传输时偏振态正交的特点，以及拉曼放大偏振相关的特性，实现了只放大本振光而不影响信号光的目的，增加了连续变量量子密钥分发长距离传输的灵敏度，且消除了接收端对信号光进行信号恢复的需求，降低了系统的复杂度。附图说明图1为本专利技术的拉曼放大器结构图具体实施方式本专利技术通过在信道中使用拉曼放大器，从而实现连续变量量子密钥分发本振光的放大，具体步骤如下：1.选择线偏振光作为泵浦光，并根据连续变量量子密钥分发所使用的1550nm波长的本振光以及光纤的拉曼增益谱，选择相对此波长下移70～100nm作为泵浦光波长，使得该泵浦光在本振光波长位置可产生较大的拉曼增益，并根据本振光的功率大小及连续变量量子密钥分发的传输距离选择泵浦光功率，使得经过拉曼放大到达接收端的本振光功率满足接收机的功率要求。2.采用前向泵浦的方式在信道输入端将泵浦光与本振光和信号光以相同传输方向耦合进信道，控制连续变量量子密钥分发系统发送端产生的本振光和信号光的偏振态正交且保持稳定，控制泵浦光偏振态使其与本振光偏振态相同，同时与信号光偏振态正交，本振光、信号光和泵浦光经过光纤传输完成对本振光的分布式拉曼放大。在信道输出端使用光滤波器将本振光和信号光从泵浦光中分离出来并输入到连续变量量子密钥分发系统的接收端。尽管本专利技术的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本专利技术的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本专利技术的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本专利技术的保护范围应由所附的权利要求来限定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于拉曼光纤放大的连续变量量子密钥分发的本振光放大方法，其特征在于，包括：步骤1：根据连续变量量子密钥分发系统发送端输出的本振光选择泵浦光的偏振类型，波长及功率；步骤2：将发送端输出的本振光和信号光与泵浦光耦合进信道，调节泵浦光偏振态使其与本振光偏振态相同，经过光纤传输进行对本振光的分布式拉曼放大；步骤3：在信道输出端使用光滤波器将本振光和信号光从泵浦光中分离出来并输入到连续变量量子密钥分发系统的接收端；上述步骤按照顺序依次进行。

【技术特征摘要】
1.一种基于拉曼光纤放大的连续变量量子密钥分发的本振光放大方法，其特征在于，包括：步骤1：根据连续变量量子密钥分发系统发送端输出的本振光选择泵浦光的偏振类型，波长及功率；步骤2：将发送端输出的本振光和信号光与泵浦光耦合进信道，调节泵浦光偏振态使其与本振光偏振态相同，经过光纤传输进行对本振光的分布式拉曼放大；步骤3：在信道输出端使用光滤波器将本振光和信号光从泵浦光中分离出来并输入到连续变量量子密钥分发系统的接收端；上述步骤按照顺序依次进行。2.根据权利要求1所述的基于拉曼光纤放大的连续变量量子密钥分发的本振光放大方法，其特征在于，所述步骤1包括如下步骤：步骤1a：选择线偏振光作为泵浦光；步骤1b：根据连续变量量子密钥分发系统中本振光波长选择泵浦光波长，使得该泵浦光在本振光波长位置可产生较大的拉曼增益；步骤1c：根...

【专利技术属性】
技术研发人员：张一辰，褚斌杰，赵一甲，王翔宇，喻松，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：北京,11