连续变量量子密钥分发解码装置和系统制造方法及图纸

本实用新型专利技术提出了一种连续变量量子密钥分发解码装置和包括该装置的系统。该装置包括分束器、两个偏振正交旋转反射装置、与分束器光耦合并分别与这两个反射装置光耦合的两条第一传输光路，及相位调制器。对于任意偏振态的一对信号光脉冲和本振光脉冲中的每个：分束器将其分束为两路光脉冲，两条第一传输光路用于分别传输这两路光脉冲，两个反射装置用于分别将这两路光脉冲反射回分束器。每个反射装置包括具有输入端口和经第二传输光路光耦合的两个输出端口的偏振分束器，并经所述输入端口耦合至相应的第一传输光路。本实用新型专利技术解决了连续变量量子密钥分发应用中因偏振诱导衰落而导致的接收端解码干涉不稳定的问题。

Continuous variable quantum key distribution decoding device and system

【技术实现步骤摘要】
连续变量量子密钥分发解码装置和系统
本技术涉及光传输保密通信
，尤其涉及一种基于同相偏振正交旋转反射的连续变量量子密钥分发解码方法、装置和系统。
技术介绍
量子保密通信技术是量子物理与信息科学相结合的前沿热点领域。基于量子密钥分发技术和一次一密密码原理，量子保密通信可在公开信道实现信息的安全传输，能够应用于国防、政务、金融、电力等高安全信息传输需求的领域。连续变量量子密钥分发由于易于与传统光网络融合，并且在较短距离下能够实现高的密钥生成率，引起了广泛研究和关注，并且相关的实验和演示应用进程得到了逐步推进。然而，对于基于不等臂干涉仪方案的连续变量量子密钥分发系统，信号光脉冲和本振光脉冲沿光纤信道传输时，因光纤信道在实际环境中受温度、应变、弯曲等影响而产生双折射效应，使得传输至接收端的光脉冲的偏振态产生随机变化，且在接收端解码时信号光脉冲和本振光脉冲沿干涉仪的不同臂传输后进行干涉，因而存在偏振诱导衰落问题，导致信号光脉冲和本振光脉冲在接收端解码干涉不稳定，并且干涉稳定性随着光纤距离的增加恶化明显。
技术实现思路
本技术的主要目的在于提出一种连续变量量子密钥分发解码方法、装置和系统，以解决连续变量量子密钥分发应用中因前述的偏振诱导衰落而导致的接收端解码干涉不稳定的问题。本技术提供至少以下技术方案：1.一种连续变量量子密钥分发解码装置，用于输入的每个脉冲周期内的、任意偏振态的信号光脉冲和本振光脉冲，所述装置包括：分束器、两个偏振正交旋转反射装置、与所述分束器光耦合并分别与所述两个偏振正交旋转反射装置光耦合的两条第一传输光路，以及相位调制器，其中，对于所述信号光脉冲和本振光脉冲中的每一个光脉冲：所述分束器用于将该光脉冲分束为两路光脉冲；所述两条第一传输光路用于分别传输所述两路光脉冲；所述两个偏振正交旋转反射装置用于分别将来自所述分束器的经所述两条第一传输光路传输来的所述两路光脉冲反射回所述分束器以由所述分束器合束输出，其中对于所述两路光脉冲中的每路光脉冲，经由相应偏振正交旋转反射装置的反射后，该路光脉冲的两个正交偏振态分别变换成与其正交的偏振态，其中，所述两个偏振正交旋转反射装置中之一或每个所述偏振正交旋转反射装置包括具有输入端口和两个输出端口的偏振分束器，并经所述输入端口耦合至所述两条第一传输光路中的相应第一传输光路，每个偏振分束器的两个输出端口经第二传输光路彼此光耦合，其中，所述相位调制器设置于所述分束器前端或设置于所述两条第一传输光路中之一上或设置于所述两个偏振正交旋转反射装置中之一内，用于对经其所在的光路传输的光脉冲按照量子密钥分发协议进行相位调制。2.根据方案1所述的连续变量量子密钥分发解码装置，其特征在于，对于至少一个包括偏振分束器的偏振正交旋转反射装置：其第二传输光路由扭转90度的保偏光纤形成，其偏振分束器的两个输出端口输出的光脉冲均耦合至所述扭转90度的保偏光纤的慢轴传输或均耦合至所述扭转90度的保偏光纤的快轴传输；或者对于至少一个包括偏振分束器的偏振正交旋转反射装置：其第二传输光路由包含奇数个90度熔接点的保偏光纤形成，其偏振分束器的两个输出端口中的一个端口输出的光脉冲耦合至所述包含奇数个90度熔接点的保偏光纤一端的慢轴传输，并且其偏振分束器的两个输出端口中的另一个端口输出的光脉冲耦合至所述包含奇数个90度熔接点的保偏光纤另一端的快轴传输；或者对于至少一个包括偏振分束器的偏振正交旋转反射装置：其第二传输光路由包含半波片的保偏光纤形成，其偏振分束器的两个输出端口中的一个端口输出的光脉冲耦合至所述包含半波片的保偏光纤一端的慢轴传输，并且其偏振分束器的两个输出端口中的另一个端口输出的光脉冲耦合至所述包含半波片的保偏光纤另一端的快轴传输。3.根据方案1所述的连续变量量子密钥分发解码装置，其特征在于，所述分束器是保偏分束器，所述两条第一传输光路为保偏光纤光路。4.根据方案1所述的连续变量量子密钥分发解码装置，其特征在于，所述信号光脉冲在所述本振光脉冲之前，所述相位调制器设置于所述本振光脉冲分束得到的两路光脉冲中延时较短的一路光脉冲经由的第一传输光路上或设置于所述本振光脉冲分束得到的两路光脉冲中延时较短的一路光脉冲经由的偏振正交旋转反射装置中的第二传输光路上；或者所述信号光脉冲在所述本振光脉冲之后，所述相位调制器设置于所述本振光脉冲分束得到的两路光脉冲中延时较长的一路光脉冲经由的第一传输光路上或设置于所述本振光脉冲分束得到的两路光脉冲中延时较长的一路光脉冲经由的偏振正交旋转反射装置中的第二传输光路上。5.根据方案3所述的连续变量量子密钥分发解码装置，还包括光环形器，所述光环形器位于所述分束器前端，其中，对于所述信号光脉冲和本振光脉冲中的每一个光脉冲：该光脉冲从所述光环形器的第一端口输入并从所述光环形器的第二端口输出至所述分束器，来自所述分束器的合束输出被输入至所述光环形器的第二端口并从所述光环形器的第三端口输出。6.一种连续变量量子密钥分发系统，包括：根据方案1～5中任一所述的连续变量量子密钥分发解码装置，其设置在所述连续变量量子密钥分发系统的接收端，用于解码；和/或根据方案1～5中任一所述的连续变量量子密钥分发解码装置，其设置在所述连续变量量子密钥分发系统的发射端，用于编码。本技术通过创造性的配置，利用偏振正交旋转反射控制输入的信号光脉冲和本振光脉冲中每个的两个正交偏振态各自在解码干涉仪两臂传输的相位差相等，使得对于任意偏振态的输入的信号光脉冲和本振光脉冲，均能实现在解码干涉仪处的稳定干涉输出，由此实现了意想不到的有益效果。本技术提供了一种易于实现和应用的抗偏振诱导衰落的连续变量量子密钥分发解码方案，解决了连续变量量子密钥分发应用中因偏振诱导衰落而导致的接收端解码干涉不稳定的问题。附图说明图1为示出本技术一优选实施例的连续变量量子密钥分发解码方法的流程图；图2为本技术一优选实施例的连续变量量子密钥分发解码装置的组成结构示意图；图3为本技术另一优选实施例的连续变量量子密钥分发解码装置的组成结构示意图；图4为本技术另一优选实施例的连续变量量子密钥分发解码装置的组成结构示意图。具体实施方式下面结合附图来具体描述本技术的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本技术的实施例一起用于阐释本技术的原理。为了清楚和简化目的，当其可能使本技术的主题模糊不清时，对本文所描述的器件的已知功能和结构的详细具体说明将省略。本技术一优选实施例的一种连续变量量子密钥分发解码方法如图1所示。该方法用于输入的每个脉冲周期内的、任意偏振态的信号光脉冲和本振光脉冲，具体包括以下步骤：步骤S101：对于所述信号光脉冲和本振光脉冲中的每一个光脉冲，将该光脉冲经分束器分束为两路光脉冲；以及步骤S102：对于由所述信号光脉冲和本振光脉冲中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种连续变量量子密钥分发解码装置，用于输入的每个脉冲周期内的、任意偏振态的信号光脉冲和本振光脉冲，其特征在于，所述连续变量量子密钥分发解码装置包括：分束器、两个偏振正交旋转反射装置、与所述分束器光耦合并分别与所述两个偏振正交旋转反射装置光耦合的两条第一传输光路，以及相位调制器，/n其中，对于所述信号光脉冲和本振光脉冲中的每一个光脉冲：/n所述分束器用于将该光脉冲分束为两路光脉冲；/n所述两条第一传输光路用于分别传输所述两路光脉冲；/n所述两个偏振正交旋转反射装置用于分别将来自所述分束器的经所述两条第一传输光路传输来的所述两路光脉冲反射回所述分束器以由所述分束器合束输出，其中对于所述两路光脉冲中的每路光脉冲，经由相应偏振正交旋转反射装置的反射后，该路光脉冲的两个正交偏振态分别变换成与其正交的偏振态，/n其中，所述两个偏振正交旋转反射装置中之一或每个所述偏振正交旋转反射装置包括具有输入端口和两个输出端口的偏振分束器，并经所述输入端口耦合至所述两条第一传输光路中的相应第一传输光路，每个偏振分束器的两个输出端口经第二传输光路彼此光耦合，/n其中，所述相位调制器设置于所述分束器前端或设置于所述两条第一传输光路中之一上或设置于所述两个偏振正交旋转反射装置中之一内，用于对经其所在的光路传输的光脉冲按照量子密钥分发协议进行相位调制。/n...

【技术特征摘要】
1.一种连续变量量子密钥分发解码装置，用于输入的每个脉冲周期内的、任意偏振态的信号光脉冲和本振光脉冲，其特征在于，所述连续变量量子密钥分发解码装置包括：分束器、两个偏振正交旋转反射装置、与所述分束器光耦合并分别与所述两个偏振正交旋转反射装置光耦合的两条第一传输光路，以及相位调制器，
其中，对于所述信号光脉冲和本振光脉冲中的每一个光脉冲：
所述分束器用于将该光脉冲分束为两路光脉冲；
所述两条第一传输光路用于分别传输所述两路光脉冲；
所述两个偏振正交旋转反射装置用于分别将来自所述分束器的经所述两条第一传输光路传输来的所述两路光脉冲反射回所述分束器以由所述分束器合束输出，其中对于所述两路光脉冲中的每路光脉冲，经由相应偏振正交旋转反射装置的反射后，该路光脉冲的两个正交偏振态分别变换成与其正交的偏振态，
其中，所述两个偏振正交旋转反射装置中之一或每个所述偏振正交旋转反射装置包括具有输入端口和两个输出端口的偏振分束器，并经所述输入端口耦合至所述两条第一传输光路中的相应第一传输光路，每个偏振分束器的两个输出端口经第二传输光路彼此光耦合，
其中，所述相位调制器设置于所述分束器前端或设置于所述两条第一传输光路中之一上或设置于所述两个偏振正交旋转反射装置中之一内，用于对经其所在的光路传输的光脉冲按照量子密钥分发协议进行相位调制。


2.根据权利要求1所述的连续变量量子密钥分发解码装置，其特征在于，
对于至少一个包括偏振分束器的偏振正交旋转反射装置：其第二传输光路由扭转90度的保偏光纤形成，其偏振分束器的两个输出端口输出的光脉冲均耦合至所述扭转90度的保偏光纤的慢轴传输或均耦合至所述扭转90度的保偏光纤的快轴传输；或者
对于至少一个包括偏振分束器的偏振正交旋转反射装置：其第二传输光路由包含奇数个90度熔接点的保偏光纤形成，其偏振分束器的两个输出端口中的一个端口输出的光脉冲耦合至所述包含奇数个90度熔接点的保偏光纤一端的慢轴传输，并且其偏振分束器的两个输出端口中的另一个端口输出的光脉冲耦合至所述包含奇数个90度熔接点的保偏光纤另一端的...

【专利技术属性】
技术研发人员：许华醒，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司电子科学研究院，
类型：新型
国别省市：北京;11