一种量子密钥分发光源监控装置及其监控方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种量子密钥分发光源监控装置及其监控方法，其中装置包括分别在每个偏振光源的光路上设置的与偏振光源连接的可调衰减器、与可调衰减器连接的分束器以及与分束器连接的功率检测口，其中：分束器，用于将偏振光源输出的光信号分出一束，用以进行光源监控；功率检测口，用于将光信号转换为模拟电信号，并计算出模拟电信号的功率；可调衰减器，用于供用户根据模拟信号的功率调节偏振光源输出的光信号的衰减，以实时控制偏振光源。本发明专利技术可以准确的区分出光源的抖动来自于四个偏振方向光源中的哪个，并可以实时反馈调节发生抖动的光源的衰减，避免任何一路的光源抖动所造成的量子密钥分发的中断，提高了密钥分发的效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于量子密钥分发
，尤其涉及一种量子密钥分发光源监控装置及其监控方法。
技术介绍
量子通信是量子力学的和信息理论结合的产物，量子密钥分发是量子通信中最为接近实用化的方向。量子密钥分发主要是利用光子偏振态的编码传送密钥信息。目前，由BB84协议发展而来的量子密钥分发都需要单光子源，单光子的不可分割性和不可复制性可以保证量子密钥分发的安全性。然而，由于技术所限理想的单光子源都不存在，因此现有技术中一般都采用弱相干光源代替理想单子光源在进行量子密钥分发。经过理论验证，采用弱相干光源代理理想单光子源也能够在一定的条件里保证量子密钥分发的安全性，但是需要保证弱相干光源的平均光子数在1个以下，并且在密钥分发过程中光源的波动不能超过5％，因此，在量子密钥分发的过程中实时监控光源的平均光子数成为实现量子密钥分发的一个必备技术。参见图1所示，目前监控量子密钥分发光源的技术，是通过在光源总衰减前的一个分束器引出一个功率检测口进行人工监测，当光源波动超过5％时，即停止密钥的分发，这种监控方式不能区分光源的抖动来自于四个偏振方向光源中的哪个，无法根据功率检测口检测到的功率来实时反馈控制发生抖动的光源，导致量子密钥分发的效率低下。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种量子密钥分发光源监控装置及其监控方法，旨在解决现有的量子密钥分发光源的监控方式不能区分光源的抖动来自于四个偏振方向光源中的哪个，无法根据功率检测口检测到的功率来实时反馈控制发生抖动的光源，导致量子密钥分发的效率低下的问题。本专利技术实施例是这样实现的，一种量子密钥分发光源监控装置，包括分别在每个偏振光源的光路上设置的与所述偏振光源连接的可调衰减器、与所述可调衰减器连接的分束器以及与所述分束器连接的功率检测口，其中：所述分束器，用于将所述偏振光源输出的光信号分出一束，用以进行光源监控；所述功率检测口，用于将所述光信号转换为模拟电信号，并计算出所述模拟电信号的功率；所述可调衰减器，用于供用户根据所述模拟信号的功率调节所述偏振光源输出的光信号的衰减，以实时控制所述偏振光源。在上述技术方案的基础上，每个偏振光源的光路上还设置有连接在所述功率检测口和所述可调衰减器之间的控制器，其中：所述控制器，用于判断所述模拟信号的功率是否符合预设要求，若不符合预设要求，则根据所述模拟信号的功率控制所述可调衰减器调节所述偏振光源输出的光信号的衰减。在上述技术方案的基础上，所述控制器具体用于：判断所述模拟信号的功率是否等于预设功率阈值，若不等于预设功率阈值，则根据所述模拟信号的功率控制所述可调衰减器调节所述偏振光源输出的光信号的衰减，使衰减后的光信号所对应的模拟电信号的功率等于所述预设功率阈值。在上述技术方案的基础上，若所述预设功率阈值为Pt，则有Pt＝hcfpA/λ；其中，h为普朗克常量，c为光速，f为偏振光源的频率，λ为偏振光源的波长，A为所述偏振光源所在光路的光信号的固定光衰减量，p为预设的每个脉冲光源的平均光子数。在上述技术方案的基础上，所述预设的每个脉冲光源的平均光子数的取值范围为小于1的正数。本专利技术实施例的另一目的在于提供一种量子密钥分发光源监控装置的监控方法，其中，所述量子密钥分发光源监控装置包括分别在每个偏振光源的光路上设置的与所述偏振光源连接的可调衰减器、与所述可调衰减器连接的分束器以及与所述分束器连接的功率检测口，所述监控方法包括：通过各光路上的所述分束器分别将各光路上所述偏振光源输出的光信号分出一束，用以进行光源监控；通过各光路上的所述功率检测口分别将各偏振光源输出的光信号转换为模拟电信号，并计算出各模拟电信号的功率；通过各光路上的所述可调衰减器分别根据各模拟信号的功率调节各偏振光源输出的光信号的衰减，以实时控制各个偏振光源。在上述技术方案的基础上，每个偏振光源的光路上还设置有连接在所述功率检测口和所述可调衰减器之间的控制器，其中，所述通过各光路上的所述可调衰减器分别根据各模拟信号的功率调节各偏振光源输出的光信号的衰减，以实时控制各个偏振光源具体包括：通过所述控制器判断所述模拟信号的功率是否符合预设要求，若不符合预设要求，则根据所述模拟信号的功率控制所述可调衰减器调节所述偏振光源输出的光信号的衰减。在上述技术方案的基础上，所述通过所述控制器判断所述模拟信号的功率是否符合预设要求，若不符合预设要求，则根据所述模拟信号的功率控制所述可调衰减器调节所述偏振光源输出的光信号的衰减具体包括：判断所述模拟信号的功率是否等于预设功率阈值，若不等于预设功率阈值，则根据所述模拟信号的功率控制所述可调衰减器调节所述偏振光源输出的光信号的衰减，使衰减后的光信号所对应的模拟电信号的功率等于所述预设功率阈值。在上述技术方案的基础上，若所述预设功率阈值为Pt，则有Pt＝hcfpA/λ；其中，h为普朗克常量，c为光速，f为偏振光源的频率，λ为偏振光源的波长，A为所述偏振光源所在光路的光信号的固定光衰减量，p为预设的每个脉冲光源的平均光子数。在上述技术方案的基础上，所述预设的每个脉冲光源的平均光子数的取值范围为小于1的正数。实施本专利技术实施例提供的一种量子密钥分发光源监测装置及其监测方法具有以下有益效果：本专利技术实施例通过分别在每个偏振光源的光路上设置与所述偏振光源连接的可调衰减器、与所述可调衰减器连接的分束器、与所述分束器连接的功率检测口以及与所述功率检测口和所述可调衰减器连接的控制器，其中：所述分束器，用于将所述偏振光源输出的光信号分出一束，用以进行光源监控；所述功率检测口，用于将所述光信号转换为模拟电信号，并计算出所述模拟电信号的功率；所述可调衰减器，用于供用户根据所述模拟信号的功率调节所述偏振光源输出的光信号的衰减，以实时控制所述偏振光源，从而可以在光源波动较大时准确的区分出光源的抖动来自于四个偏振方向光源中的哪个，并可以通过可调衰减器根据该光源所在功率检测口检测到的功率来实时反馈调节发生抖动的光源的衰减，避免了任何一路的光源抖动所造成的量子密钥分发的中断，提高了密钥分发的效率。附图说明图1是现有技术提供的一种量子密钥分发光源监控装置的应用示意图；图2是本专利技术实施例提供的一种量子密钥分发光源监控装置的应用示意图；图3是本专利技术另一实施例提供的一种量子密钥分发光源监控装置的应用示意图；图4是本专利技术实施例提供的一种量子密钥分发光源监控装置的监控方法的示意流程图；图5是本专利技术另一实施例提供的一种量子密钥分发光源监控装置的监控方法的示意流程图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。图1是现有技术提供的一种量子密钥分发光源监控装置的应用示意图。参见图1所示，量子密钥分发系统包括水平偏振光源“V”、垂直偏振光源“H”、右斜45度偏振光源“+”、左斜45度偏振光源“—”、第一偏振分束器PBS1、第二偏振分束器PBS2、半波片HWP、总分束器BS以及总衰减器F-ATT，其中水平偏振光源“V”和垂直偏振光源“H”经第二偏振分束器PBS2输入至总分束器的一个支路，右斜45度偏振光源“+”和左斜45度偏振光源“—”经第一偏振分束器PBS1和半波片H本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种量子密钥分发光源监控装置，其特征在于，包括分别在每个偏振光源的光路上设置的与所述偏振光源连接的可调衰减器、与所述可调衰减器连接的分束器、以及与所述分束器连接的功率检测口，其中：所述分束器，用于将所述偏振光源输出的光信号分出一束，用以进行光源监控；所述功率检测口，用于将所述光信号转换为模拟电信号，并计算出所述模拟电信号的功率；所述可调衰减器，用于供用户根据所述模拟信号的功率调节所述偏振光源输出的光信号的衰减，以实时控制所述偏振光源。

【技术特征摘要】
1.一种量子密钥分发光源监控装置，其特征在于，包括分别在每个偏振光源的光路上设置的与所述偏振光源连接的可调衰减器、与所述可调衰减器连接的分束器、以及与所述分束器连接的功率检测口，其中：所述分束器，用于将所述偏振光源输出的光信号分出一束，用以进行光源监控；所述功率检测口，用于将所述光信号转换为模拟电信号，并计算出所述模拟电信号的功率；所述可调衰减器，用于供用户根据所述模拟信号的功率调节所述偏振光源输出的光信号的衰减，以实时控制所述偏振光源。2.如权利要求1所述的量子密钥分发光源监控装置，其特征在于，每个偏振光源的光路上还设置有连接在所述功率检测口和所述可调衰减器之间的控制器，其中：所述控制器，用于判断所述模拟信号的功率是否符合预设要求，若不符合预设要求，则根据所述模拟信号的功率控制所述可调衰减器调节所述偏振光源输出的光信号的衰减。3.如权利要求2所述的量子密钥分发光源监控装置，其特征在于，所述控制器具体用于：判断所述模拟信号的功率是否等于预设功率阈值，若不等于预设功率阈值，则根据所述模拟信号的功率控制所述可调衰减器调节所述偏振光源输出的光信号的衰减，使衰减后的光信号所对应的模拟电信号的功率等于所述预设功率阈值。4.如权利要求3所述的量子密钥分发光源监控装置，其特征在于，若所述预设功率阈值为Pt，则有Pt＝hcfpA/λ；其中，h为普朗克常量，c为光速，f为偏振光源的频率，λ为偏振光源的波长，A为所述偏振光源所在光路的光信号的固定光衰减量，p为预设的每个脉冲光源的平均光子数。5.如权利要求4所述的量子密钥分发光源监控装置，其特征在于，所述预设的每个脉冲光源的平均光子数的取值范围为小于1的正数。6.一种量子密钥分发光源监控装置的监控方法，其特征在于，所述量子密钥分发光源监控装置包括分别在每个偏振光源的光路上设置的与所述偏振光源连接的可调衰减...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨彬，郑渚，丁庆，
申请(专利权)人：深圳市太赫兹科技创新研究院有限公司，深圳市太赫兹科技创新研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44