一种基于波导干涉环的量子密钥分配系统与方法技术方案

本发明专利技术公开了一种的基于波导干涉环的量子密钥分配系统及方法，通过在接收端增加一个偏振分束器，将信号光分解为两个垂直的偏振态，利用保偏光纤干涉环完成各自偏振态下的干涉，得到较好的干涉结果，也摒弃了纠偏系统，简化了系统冗杂度，也降低了生产成本；通过一个干涉环只调节一个相位，对所使用DAC以及模拟放大器的要求只有现有方式的10负六次方量级，大大降低了系统设计的要求。另外，本发明专利技术采用由平面光波导制作的干涉环，由于平面光波导具有偏振不敏感性，使得系统无需额外偏振补偿手段，传统的光纤干涉环大多是人工制造其制造工艺较为复杂，而波导的制作工艺极其成熟，可以到达亚微米量级，较好的提升了系统的密钥成码率。

A quantum key distribution system and method based on waveguide interference ring

The invention discloses a quantum key distribution system and method based on waveguide interferometer ring a, through at the receiving end a polarization beam splitter, optical signal will be decomposed into two perpendicular polarization, using polarization maintaining fiber interferometer to complete their polarization interference, the interference to get better results. Also abandoned the correction system, simplify the system complex degree, and also reduce the production cost; through an interference ring only adjusting a phase 10, six negative order only the existing mode used for DAC and analog amplifier requirements, greatly reduces the system design requirements. In addition, the invention adopts a planar optical waveguide produced by the interference ring, due to the planar optical waveguide has the polarization sensitivity, making the system without additional means of polarization compensation, fiber interferometer is mostly manufactured in the traditional manufacturing process is relatively complex, and manufacturing process of waveguide is very mature, to better enhance the Daya micron range. The system's key rate.

【技术实现步骤摘要】
一种基于波导干涉环的量子密钥分配系统与方法
本专利技术涉及光传输安全通信
，特别涉及一种基于波导干涉环的量子密钥分配系统与方法。
技术介绍
随着互联网的大范围普及，人类之间的信息传递达到了前所未有的数量和频率，各种隐私信息越来越多地暴露在互联网上，因此，人类对保密通信的需求也到了前所未有的高度。现在的互联网信息安全的加密方式称为“公开密钥”密码体系，其原理是通过加密算法，生成网络上传播的公开密钥，以及留在计算机内部的私人密钥，两个密钥必须配合使用才能实现完整的加密和解密过程。现代互联网使用的加密标准是20世纪70年代诞生的RSA算法，即利用大数的质因子分解难以计算来保证密钥的安全性。量子密钥分配是1984年物理学家Bennett和密码学家Brassard提出了基于量子力学测量原理的BB84协议，量子密钥分配可以从根本上保证了密钥的安全性。现有技术中量子密钥在发射端产生信号光，经过传统的量子信道传输过程中，由于经过光纤信道双折射等作用，其偏振态会有较大变化，影响光信号后期的干涉效果，会造成整体密钥的丢失，目前，为了解决上述问题会在接收端增加纠偏系统，通过纠偏系统来还原光信号的偏振本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于波导干涉环的量子密钥分配系统，其特征在于：包括通过量子信道连接的发射端与接收端，所述发射端包括发射端驱动板、信号激光器、同步激光器、强度调制器、1*4保偏分束器、四路波导干涉环、第一可调衰减器、第二可调衰减器以及发射端复用器，所述四路波导干涉环臂长差不同，其相位差分别为0，π/2，π，3π/2，所述信号激光器依次连接强度调制器、1*4保偏分束器，所述1*4保偏分束器分别连接四路波导干涉环，所述四路波导干涉环各连接有强度调制器，所述四路波导干涉环通过各自连接的强度调制器连接第一可调衰减器，所述第一可调衰减器连接发射端复用器，所述同步激光器依次连接第二可调衰减器以及发射端复用器，所述第一可...

【技术特征摘要】
1.一种基于波导干涉环的量子密钥分配系统，其特征在于：包括通过量子信道连接的发射端与接收端，所述发射端包括发射端驱动板、信号激光器、同步激光器、强度调制器、1*4保偏分束器、四路波导干涉环、第一可调衰减器、第二可调衰减器以及发射端复用器，所述四路波导干涉环臂长差不同，其相位差分别为0，π/2，π，3π/2，所述信号激光器依次连接强度调制器、1*4保偏分束器，所述1*4保偏分束器分别连接四路波导干涉环，所述四路波导干涉环各连接有强度调制器，所述四路波导干涉环通过各自连接的强度调制器连接第一可调衰减器，所述第一可调衰减器连接发射端复用器，所述同步激光器依次连接第二可调衰减器以及发射端复用器，所述第一可调衰减器与第二可调衰减器连接发射端复用器的同一端，所述发射端驱动板分别连接信号激光器、强度调制器、波导干涉环、同步激光器、第一可调衰减器以及第二可调衰减器；所述接收端包括接收端驱动板、接收端复用器、同步探测器、偏振分束器、两路波导干涉环以及单光子探测器，所述接收端复用器通过量子信道连接发射端复用器，所述接收端复用器的另一端分别连接同步探测器与偏振分束器，所述偏振分束器依次分别连接两路波导干涉环，其中，两路波导干涉环均连接有两路单光子探测器，所述接收端驱动板分别连接同步探测器、波导干涉环以及单光子探测器。2.如权利要求1所述的基于波导干涉环的量子密钥分配系统，其特征在于，所述波导干涉环包括前端耦合器、长臂波导单元、短臂波导单元以及后端耦合器，所述前端耦合器的输出端分别连接长臂波导单元以及短臂波导单元，所述长臂波导单元以及短臂波导单元的输出端分别连接后端耦合器，所述长臂波导单元包括第一耦合器、延时波导以及第二耦合器，所述第一耦合器通过硅波导连接前端耦合器的输出端，所述第一耦合器通过延时波导连接第二耦合器，所述第二耦合器通过硅波导连接后端耦合器的输入端，所述短臂波导单元采用硅波导连接前端耦合器的输出端以及后端耦合器的输入端，所述长臂波导单元和/或短臂波导单元上设置有相位调制器。3.如权利要求2所述的基于波导干涉环的量子密钥分配系统，其特征在于，所述延时波导为低损耗硅波导、氧化硅波导、SiON波导、Si3N4波导以及聚合物波导中的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋萧天，李晓东，黄蕾蕾，赵义博，
申请(专利权)人：浙江九州量子信息技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33