基于萨格奈克干涉仪的时间相位编码装置及量子密钥分发系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于量子密钥分发的时间相位编码装置，其包括信号光光源1、强度调制器2、光学传输单元3和合束单元4，所述强度调制器2包括萨格奈克干涉仪21和第一相位调制器22，其中在一个时间周期内通过第一相位调制器22施加0、π/2、π和3π/2中的一个的相位调制值来实现时间相位编码，从而提供与环境无关且易于控制的时间相位编码过程。

【技术实现步骤摘要】
基于萨格奈克干涉仪的时间相位编码装置及量子密钥分发系统
本专利技术涉及量子保密通信领域，特别涉及一种稳定的基于萨格奈克（Sagnac）干涉仪的用于量子密钥分发的时间相位编码装置，以及量子密钥分发系统。
技术介绍
目前BB84量子密钥分发系统中的编码主要采用偏振编码或相位编码。相比偏振编码，现有的相位编码系统的应用场景比较适合偏振变化比较剧烈的情形，但不一定能很好地应用于长距离架空光缆环境。时间相位编码方案可以解决所有这些问题，其不仅可以做到完全的偏振无关性，而且能大大降低接收端插损，从而提高系统的成码率、成码距离，以及实现抗外界环境扰动的稳定性；同时，还能够更好地适应长距离架空光缆环境。在现有技术中，存在多种时间相位编码方案。在常见的时间相位编码结构中，通常同时设置有用于时间编码的强度调制器和用于相位编码的相位调制器。然而，这种结构中由于需要设置较多的光学器件，其可能会对结构设计及控制方面提供更为严格的要求。因此，现有技术中提出了一种利用对称的马赫曾德（MZ）干涉仪和非对称的马赫曾德（MZ）干涉仪来提供时间相位编码的方案，如图1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于量子密钥分发的时间相位编码装置，其包括信号光光源(1)、强度调制器(2)、第一光学传输单元(3)和合束单元(4)，其特征在于：/n所述信号光光源(1)用于提供信号光；/n所述强度调制器(2)包括萨格奈克干涉仪(21)和第一相位调制器(22)，所述萨格奈克干涉仪(21)包括萨格奈克环路(211)和设置于所述环路(211)上的第一分束单元(212)，并且所述第一相位调制器(22)设置于所述环路(211)上，以使得所述强度调制器(2)能够接收所述信号光，使其分成沿相反方向在所述环路(211)中传播的两个相干光，并最终生成输出第一干涉光和第二干涉光；/n所述第一干涉光和所述第二干涉光分别经...

【技术特征摘要】
1.一种用于量子密钥分发的时间相位编码装置，其包括信号光光源(1)、强度调制器(2)、第一光学传输单元(3)和合束单元(4)，其特征在于：
所述信号光光源(1)用于提供信号光；
所述强度调制器(2)包括萨格奈克干涉仪(21)和第一相位调制器(22)，所述萨格奈克干涉仪(21)包括萨格奈克环路(211)和设置于所述环路(211)上的第一分束单元(212)，并且所述第一相位调制器(22)设置于所述环路(211)上，以使得所述强度调制器(2)能够接收所述信号光，使其分成沿相反方向在所述环路(211)中传播的两个相干光，并最终生成输出第一干涉光和第二干涉光；
所述第一干涉光和所述第二干涉光分别经第一光路和第二光路传输至所述合束单元(4)；并且
所述合束单元(4)被配置成接收所述第一干涉光和第二干涉光并使其合成一路输出。


2.如权利要求1所述的时间相位编码装置，其中，所述第一分束单元(212)具有1:1的分光比。


3.如权利要求1所述的时间相位编码装置，其中，所述第一光路和所述第二光路关于所述干涉光具有不同的光程。


4.如权利要求1所述的时间相位编码装置，其中，在一个时间周期内，所述第一相位调制器(22)在所述两个相干光之间调制出的相位差包括0、π/2、π和3/2π中的一个。


5.如权利要求1所述的时间相位编码装置，其中，所述第一光学传输单元(3)被设置成使所述信号光朝向所述强度调制器(2)传输，同时使所述强度调制器(2)输出的所述第一干涉光沿所述第一光路朝向所述合束单元(4)传输。


6.如权利要求1-5中任一项所述的时间相位编码装置，其还包括相位调制校准装置(6)，所述相位调制校准装置(6)包括相位探测模块(61)和相位校准驱动模块(62)，其中，所述相位探测模块(61)用于探测所述相位调制器(22)施加的相位调制量的实际值与理论值之间的偏差，所述相位校准驱动模块(62)用于驱动对所述相位调制器(22)的相位调制量的校准。


7.如权利要求6所述的时间相位编码装置，其中，所述相位探测模块(61)包括相位探测单元(613)和第二光学传输单元(611)，所述第二光学传输单元(611)被设置成使所述第一干涉光的一部分朝向所述相位探测单元(613)传输。


8.如权利要求6所述的时间相位编码装置，其中，所述相位探测模块(61)包括相位探测单元(613)、第二光学传输单元(611)和第三光学传输单元(612)，所述第二和第三光学传输单元分别被设置成使所述第一干涉光的一部分和所述第二干涉光的一部分朝向所述相位探测单元(613)传输。


9.如权利要求7或8所述的时间相位编码装置，其中，所述第一光学传输单元(3)为环形器。


10.如权利要求9所述的时间相位编码装置，其中，所述第二光学传输单元(611)为分束单元，且位于所述第一光路上。

【专利技术属性】
技术研发人员：汤艳琳，董靖，
申请(专利权)人：科大国盾量子技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34