一种混合波导集成的干涉仪制造技术

本发明专利技术公开了一种混合波导集成的干涉仪，包括第一光纤、第二光纤、第一光纤波导耦合器、第二光纤波导耦合器、光波导芯片、相位波导调制器、第一反射模块和第二反射模块，所述光波导芯片包括第一波导线、第二波导线、分束器、第三波导线和第四波导线，所述的第二波导线上设有延迟线从而使第二波导线和第三波导线的长度不等。本发明专利技术干涉仪的臂长差易于控制，有利于降低不等臂干涉仪在生产中的成本，光波导芯片构成的干涉仪更加稳定，对于外部温度，振动等变化也更加不敏感；体积更小，封装更为方便。

【技术实现步骤摘要】
一种混合波导集成的干涉仪
本专利技术属于量子密码通信
，特别涉及量子密钥分配系统中的一种混合波导集成的干涉仪。
技术介绍
量子密钥分配技术结合了量子物理原理和现代通信技术。量子密钥分配藉由物理原理保障异地密钥协商过程和结果的安全性，与“一次一密”加密技术结合，可以实现不依赖算法复杂度的保密通信。目前，量子密码技术主要以光量子作为实现载体，通过自由空间或光纤信道进行分配。量子密钥分配设备依据不同的量子密钥分发协议的要求，利用各种光调制设备将经典随机比特加载到光量子的偏振、相位等物理量之上来进行传输，从而实现量子密钥的分配。干涉模块作为相位编码的量子密钥分配系统的核心器件，一个设计优良的干涉仪可以保证量子密钥分配系统的稳定性以及高效性。在专利CN101571612B中公布了一种不等臂的光纤法拉第迈克尔逊干涉仪。该干涉仪利用法拉第镜对光纤内部偏振态引起90度旋转的性质，使得干涉仪免疫一般MZ型干涉仪由于长短臂路径不同，造成的长短臂内偏振变化不同，最终导致干涉仪稳定性下降的情况。利用这种法拉第迈克尔逊干涉仪，已经实现了城际长距离的量子密钥分配实验。但是这种光纤干涉仪也有其缺点，首先为了使得量子密钥分配系统保持低误码率，这要求发射接收方干涉仪的臂长差严格一致，这对实际光纤干涉仪的制作提出了比较高的要求。此外，光纤干涉仪比较容易受到外部环境的干扰，比如温度，振动等引起的变化都有可能造成光纤干涉仪的不稳定。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足提供一种混合波导集成的干涉仪，本混合波导集成的干涉仪与光纤干涉仪相比，不等臂干涉仪的臂长差易于控制，有利于降低不等臂干涉仪在生产中的成本，光波导芯片构成的干涉仪更加稳定，对于外部温度，振动等变化也更加不敏感；体积更小，封装更为方便。为实现上述技术目的，本专利技术采取的技术方案为：一种混合波导集成的干涉仪，包括第一光纤、第二光纤、第一光纤波导耦合器、第二光纤波导耦合器、光波导芯片、相位波导调制器、第一反射模块和第二反射模块，所述光波导芯片包括第一波导线、第二波导线、分束器、第三波导线和第四波导线，所述的第二波导线上设有延迟线从而使第二波导线和第三波导线的长度不等；所述第一光纤用于接收入射的光脉冲，第一光纤将接收的光脉冲传输至第一光纤波导耦合器，该第一光纤波导耦合器将光脉冲耦合入光波导芯片中，光脉冲沿着光波导芯片中的第一波导线传输，经过分束器后分为两束光脉冲；第一束光脉冲的光路方向依次是第二波导线、相位波导调制器和第一反射模块，该第一反射模块将第一束光脉冲反射，反射的第一束光脉冲依次经过相位波导调制器和第二波导线进入分束器中；第二束光脉冲的光路方向依次是第三波导线和第二反射模块，该第二反射模块将第二束光脉冲反射，反射的第二束光脉冲经过第三波导线进入分束器中；第一束光脉冲和第二束光脉冲均依次经过分束器、第四波导线传输至第二光纤波导耦合器，最后由第二光纤出射。作为本专利技术进一步改进的技术方案，所述相位波导调制器有2个，其中一个相位波导调制器位于光波导芯片的第二波导线和第一反射模块之间，另一个相位波导调制器位于第三波导线和第二反射模块之间。作为本专利技术进一步改进的技术方案，所述分束器为50:50分束器。作为本专利技术进一步改进的技术方案，所述第一反射模块和第二反射模块为平面反射镜或90度法拉第旋转镜。作为本专利技术进一步改进的技术方案，所述光波导芯片采用硅晶片，所述硅晶片上刻蚀有第一波导线、第二波导线、分束器、第三波导线和第四波导线。为实现上述技术目的，本专利技术采取的另一个技术方案为：一种混合波导集成的干涉仪，包括第一光纤、第二光纤、第一光纤波导耦合器、第二光纤波导耦合器、光波导芯片、相位波导调制器、第一反射模块和第二反射模块，所述光波导芯片包括第一波导线、第二波导线、分束器、第三波导线和第四波导线，所述的第二波导线上设有延迟线从而使第二波导线和第三波导线的长度不等；所述第一光纤用于接收入射的光脉冲，第一光纤将接收的光脉冲传输至第一光纤波导耦合器，该第一光纤波导耦合器将光脉冲耦合入光波导芯片中，光脉冲沿着光波导芯片中的第一波导线传输，经过分束器后分为两束光脉冲；第一束光脉冲的光路方向依次是第二波导线和第一反射模块，该第一反射模块将第一束光脉冲反射，反射的第一束光脉冲经过第二波导线进入分束器中；第二束光脉冲的光路方向依次是第三波导线、相位波导调制器和第二反射模块，该第二反射模块将第二束光脉冲反射，反射的第二束光脉冲依次经过相位波导调制器和第三波导线进入分束器中；第一束光脉冲和第二束光脉冲均依次经过分束器、第四波导线传输至第二光纤波导耦合器，最后由第二光纤出射。作为本专利技术进一步改进的技术方案，所述分束器为50:50分束器。作为本专利技术进一步改进的技术方案，所述第一反射模块和第二反射模块均采用平面反射镜或90度法拉第旋镜。作为本专利技术进一步改进的技术方案，所述光波导芯片采用硅晶片，所述硅晶片上刻蚀有第一波导线、第二波导线、分束器、第三波导线和第四波导线。本专利技术的有益效果为：本专利技术所提出的混合波导集成的干涉仪采用光波导芯片实现不等臂干涉仪，相比较于光纤干涉仪来说，在硅基上刻蚀的两段不等长的光波导（第二波导线和第三波导线），精度更高，臂长差更易于控制，有利于降低不等臂干涉仪在生产中的制作成本；其次，本混合波导集成的干涉仪与光纤干涉仪相比，也更加稳定，对于外部温度，振动等变化也更加不敏感；最后这种混合波导集成的干涉仪体积更小，封装更为方便。附图说明图1为实施例一的干涉仪结构图。图2为实施例二的干涉仪结构图。图3为实施例三的干涉仪结构图。图4为实施例一至实施例三中的90度法拉第旋镜机构图。图5为搭载实例一、实施例二或实施例三的典型相位编码BB84系统的结构图。具体实施方式下面根据图1至图5对本专利技术的具体实施方式作出进一步说明：实施例一：参见图1，一种混合波导集成的干涉仪，包括两根光纤（即第一光纤1和第二光纤2）、两个光纤波导耦合器（即第一光纤波导耦合器3和第二光纤波导耦合器4）、一片光波导芯片14、一片相位波导调制器8（PM）、第一反射模块9和第二反射模块10。所述光波导芯片14采用硅晶片，所述硅晶片上刻蚀有第一波导线5、第二波导线7、一个50:50的分束器6、第三波导线11和第四波导线12。光波导芯片14中波导形状如图1中所示，所述的第二波导线7上设有延迟线13从而使第二波导线7和第三波导线11的长度不等；第一光纤1用于接收入射的光脉冲，第一光纤1将接收的光脉冲传输至第一光纤波导耦合器3，该第一光纤波导耦合器3将光脉冲耦合入光波导芯片14中，光脉冲沿着光波导芯片14中的第一波导线5传输，经过50:50的分束器6后分为两束光脉冲；第一束光脉冲的光路方向依次是第二波导线7、相位波导调制器8和第一反射模块9，该第一反射模块9将第一束光脉冲反射，反射的第一束光脉冲依次经过相位波导调制器8和第二波导线7进入50:50的分束器6中；第二束光脉冲的光路方向依次是第三波导线11和第二反射模块10，该第二反射模块10将第二束光脉冲反射，反射的第二束光脉冲经过第三波导线11进入50:50的分束器6中；第一束光脉冲和第二束光脉冲均依次经过50:50的分束器6、第四波导线12传输至第二光纤波导耦合器4，最本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种混合波导集成的干涉仪，其特征在于，包括第一光纤、第二光纤、第一光纤波导耦合器、第二光纤波导耦合器、光波导芯片、相位波导调制器、第一反射模块和第二反射模块，所述光波导芯片包括第一波导线、第二波导线、分束器、第三波导线和第四波导线，所述的第二波导线上设有延迟线从而使第二波导线和第三波导线的长度不等；所述第一光纤用于接收入射的光脉冲，第一光纤将接收的光脉冲传输至第一光纤波导耦合器，该第一光纤波导耦合器将光脉冲耦合入光波导芯片中，光脉冲沿着光波导芯片中的第一波导线传输，经过分束器后分为两束光脉冲；第一束光脉冲的光路方向依次是第二波导线、相位波导调制器和第一反射模块，该第一反射模块将第一束光脉冲反射，反射的第一束光脉冲依次经过相位波导调制器和第二波导线进入分束器中；第二束光脉冲的光路方向依次是第三波导线和第二反射模块，该第二反射模块将第二束光脉冲反射，反射的第二束光脉冲经过第三波导线进入分束器中； 第一束光脉冲和第二束光脉冲均依次经过分束器、第四波导线传输至第二光纤波导耦合器，最后由第二光纤出射。

【技术特征摘要】
1.一种混合波导集成的干涉仪，其特征在于，包括第一光纤、第二光纤、第一光纤波导耦合器、第二光纤波导耦合器、光波导芯片、相位波导调制器、第一反射模块和第二反射模块，所述光波导芯片包括第一波导线、第二波导线、分束器、第三波导线和第四波导线，所述的第二波导线上设有延迟线从而使第二波导线和第三波导线的长度不等；所述第一光纤用于接收入射的光脉冲，第一光纤将接收的光脉冲传输至第一光纤波导耦合器，该第一光纤波导耦合器将光脉冲耦合入光波导芯片中，光脉冲沿着光波导芯片中的第一波导线传输，经过分束器后分为两束光脉冲；第一束光脉冲的光路方向依次是第二波导线、相位波导调制器和第一反射模块，该第一反射模块将第一束光脉冲反射，反射的第一束光脉冲依次经过相位波导调制器和第二波导线进入分束器中；第二束光脉冲的光路方向依次是第三波导线和第二反射模块，该第二反射模块将第二束光脉冲反射，反射的第二束光脉冲经过第三波导线进入分束器中；第一束光脉冲和第二束光脉冲均依次经过分束器、第四波导线传输至第二光纤波导耦合器，最后由第二光纤出射。2.根据权利要求1所述的混合波导集成的干涉仪，其特征在于，所述相位波导调制器有2个，其中一个相位波导调制器位于光波导芯片的第二波导线和第一反射模块之间，另一个相位波导调制器位于第三波导线和第二反射模块之间。3.根据权利要求2所述的混合波导集成的干涉仪，其特征在于：所述分束器为50:50分束器。4.根据权利要求1至3任一项所述的混合波导集成的干涉仪，其特征在于，所述第一反射模块和第二反射模块为平面反射镜或90度法拉第旋转镜。5.根据权利要求1所述的混合波导集成的干涉仪，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁禹阳，陈巍，王从柯，程翌婷，安雪碧，宋红岩，陈曹萍，章丽，郝鹏磊，韩正甫，
申请(专利权)人：安徽问天量子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34