相位调制偏振编解码装置和量子密钥分发系统制造方法及图纸

一种相位调制偏振编解码装置和量子密钥分发系统，该装置包括：光传输装置、双折射相位调制器、偏振正交旋转反射装置、第一及第二保偏传输光路，光传输装置包括第一、第二和第三端口，第一端口接收光脉冲；第二端口将光脉冲通过第一保偏传输光路传输至双折射相位调制器，接收传输回至第一保偏传输光路的光脉冲然后传输至第三端口输出；双折射相位调制器具有两个端口，一个端口与第二端口光耦合，另一个端口与偏振正交旋转反射装置光耦合；偏振正交旋转反射装置将光脉冲的两个正交偏振态进行偏振正交旋转反射；相位调制器对第一和第二保偏传输光路传输来的光脉冲之一进行相位调制，或进行不同的相位调制。由此通过相位调制更快地调制光脉冲偏振态。

Phase modulation polarization codec and quantum key distribution system

【技术实现步骤摘要】
相位调制偏振编解码装置和量子密钥分发系统
本技术涉及光传输保密通信
，尤其涉及一种相位调制偏振编解码装置和量子密钥分发系统。
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。量子密钥分发基于量子力学海森堡不确定关系、量子不可克隆定理等物理原理，能够实现在用户之间安全地共享密钥，并可以检测到潜在的窃听行为，可应用于国防、政务、金融、电力等高安全信息传输需求的领域。偏振编码量子密钥分发采用两组正交偏振态进行编码，随着技术发展和应用需求，高速量子密钥分发成为一个趋势，对偏振编码而言需要随机高速产生四种偏振态的光脉冲。常规地采用多个激光器、每个激光器产生一种偏振态的方案，但因多个激光器存在的不一致性，如中心波长不一致，会导致密钥分发的安全性遭到威胁。通过单个激光器实现光脉冲偏振态的高速稳定调制是偏振编码量子密钥分发应用的重要问题。
技术实现思路
本技术的主要目的在于提出一种相位调制偏振编解码装置和基于该装置的量子密钥分发系统，以解决偏振编码量子密钥分发系统中采用单个激光器实现高速稳定调制光脉冲偏振态的难题。本技术提供至少以下技术方案：1.一种相位调制偏振编解码装置，其特征在于，包括：光传输装置、双折射相位调制器、偏振正交旋转反射装置、分别与所述光传输装置和所述双折射相位调制器光耦合的第一保偏传输光路以及分别与所述双折射相位调制器和所述偏振正交旋转反射装置光耦合的第二保偏传输光路，其中，所述光传输装置包括第一端口、第二端口和第三端口，所述光传输装置的第一端口被设置用于接收一路输入光脉冲，所述光传输装置的第二端口被设置用于将所接收的输入光脉冲通过所述第一保偏传输光路传输至所述双折射相位调制器，所述光传输装置的第二端口进一步用于接收经所述第一保偏传输光路传输回的光脉冲，所述光传输装置将传输回到所述光传输装置的第二端口的光脉冲传输至所述光传输装置的第三端口输出；所述双折射相位调制器具有两个端口，所述两个端口中的一个通过所述第一保偏传输光路与所述光传输装置的第二端口光耦合，所述两个端口中的另一个通过所述第二保偏传输光路与所述偏振正交旋转反射装置光耦合；所述偏振正交旋转反射装置被设置用于将从所述双折射相位调制器输出至所述第二保偏传输光路的光脉冲的两个正交偏振态进行偏振正交旋转反射，使得经过所述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，所述双折射相位调制器被设置用于：对通过所述第一保偏传输光路传输来的光脉冲和通过所述第二保偏传输光路传输来的光脉冲之一进行相位调制，或者，对通过所述第一保偏传输光路传输来的光脉冲和通过所述第二保偏传输光路传输来的光脉冲进行不同的相位调制。2.根据方案1所述的相位调制偏振编解码装置，其特征在于，所述偏振正交旋转反射装置为四分之一波片反射镜，所述四分之一波片反射镜包括反射镜和四分之一波片，所述反射镜在所述四分之一波片的后端与所述四分之一波片一体地形成。3.根据方案1所述的相位调制偏振编解码装置，其特征在于，所述光传输装置为光环形器或光耦合器。4.根据方案2所述的相位调制偏振编解码装置，其特征在于，所述第一保偏传输光路为第一保偏光纤，和/或所述第二保偏传输光路为第二保偏光纤。5.根据方案1或3所述的相位调制偏振编解码装置，其特征在于，所述光传输装置为保偏器件，其端口为自由空间端口或保偏光纤端口。6.根据方案4所述的相位调制偏振编解码装置，其特征在于，经由所述光传输装置的第二端口输出到所述第一保偏光纤的光脉冲沿所述第一保偏光纤的慢轴和快轴投影的振幅分量的大小相同、相对相位为任意相位。7.根据方案6所述的相位调制偏振编解码装置，其特征在于，经由所述光传输装置的第二端口输出到所述第一保偏光纤的光脉冲为圆偏振态或者为与所述第一保偏光纤的慢轴或快轴夹角为45度的线偏振态。8.根据方案4所述的相位调制偏振编解码装置，其特征在于，所述第二保偏光纤的慢轴与所述四分之一波片反射镜中的四分之一波片的慢轴或快轴的夹角为45度。9.一种量子密钥分发系统，其特征在于，包括发射端和接收端，其中：在所述发射端设置有根据方案1-8中任一项所述的相位调制偏振编解码装置用于偏振编码；和/或在所述接收端设置有根据方案1-8中任一项所述的相位调制偏振编解码装置用于偏振解码或者偏振解码选基。10.根据方案9所述的量子密钥分发系统，其特征在于：在用于偏振解码时，所述量子密钥分发系统的接收端还包括与所述相位调制偏振编解码装置光耦合的起偏器以及与该起偏器光耦合的一个单光子探测器；或者，在用于偏振解码选基时，所述量子密钥分发系统的接收端还包括与所述相位调制偏振编解码装置光耦合的偏振分束器和与该偏振分束器光耦合的两个单光子探测器。本技术通过创造性的配置，使用双折射相位调制器对通过所述第一保偏传输光路传输来的光脉冲和通过所述第二保偏传输光路传输来的光脉冲之一进行相位调制，或者，对通过所述第一保偏传输光路传输来的光脉冲和通过所述第二保偏传输光路传输来的光脉冲进行不同的相位调制，使得能够通过相位调制实现光脉冲偏振态的高速调制，并且通过采用偏振正交旋转反射装置实现偏振态调制与所述第一保偏传输光路和所述第二保偏传输光路干扰无关。使用本技术的相位调制偏振编解码装置和相应的量子密钥分发系统，能够容易地通过调制相位实现高速稳定调制光脉冲偏振态的技术效果，解决上述提到的采用单个激光器难以高速稳定调制光脉冲偏振态的技术问题。本技术提供了一种易于实现和应用的相位调制偏振编解码装置和相应的量子密钥分发系统的方案。附图说明图1为本技术一优选实施方案的一种相位调制偏振编解码装置的组成结构示意图；图2为本技术一优选实施方案的量子密钥分发系统的组成结构示意图；图3为本技术另一优选实施方案的量子密钥分发系统的组成结构示意图。具体实施方式下面结合附图来具体描述本技术的实施方案，其中，附图构成本申请一部分，并与本技术的实施方案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。根据本技术的一方面，提供了一种相位调制偏振编解码装置，所述相位调制偏振编解码装置包括：光传输装置、双折射相位调制器、偏振正交旋转反射装置、分别与所述光传输装置和所述双折射相位调制器光耦合的第一保偏传输光路以及分别与所述双折射相位调制器和所述偏振正交旋转反射装置光耦合的第二保偏传输光路。具体地，所述光传输装置包括第一端口、第二端口和第三端口，所述光传输装置的第一端口被设置用于接收一路输入光脉冲，所述光传输装置的第二端口被设置用于将所接收的输入光脉冲通过所述第一保偏传输光路传输至所述双折射相位调制器，所述光本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种相位调制偏振编解码装置，其特征在于，包括：光传输装置、双折射相位调制器、偏振正交旋转反射装置、分别与所述光传输装置和所述双折射相位调制器光耦合的第一保偏传输光路以及分别与所述双折射相位调制器和所述偏振正交旋转反射装置光耦合的第二保偏传输光路，其中，/n所述光传输装置包括第一端口、第二端口和第三端口，所述光传输装置的第一端口被设置用于接收一路输入光脉冲，所述光传输装置的第二端口被设置用于将所接收的输入光脉冲通过所述第一保偏传输光路传输至所述双折射相位调制器，所述光传输装置的第二端口进一步用于接收经所述第一保偏传输光路传输回的光脉冲，所述光传输装置将传输回到所述光传输装置的第二端口的光脉冲传输至所述光传输装置的第三端口输出；/n所述双折射相位调制器具有两个端口，所述两个端口中的一个通过所述第一保偏传输光路与所述光传输装置的第二端口光耦合，所述两个端口中的另一个通过所述第二保偏传输光路与所述偏振正交旋转反射装置光耦合；/n所述偏振正交旋转反射装置被设置用于将从所述双折射相位调制器输出至所述第二保偏传输光路的光脉冲的两个正交偏振态进行偏振正交旋转反射，使得经过所述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，/n所述双折射相位调制器被设置用于：对通过所述第一保偏传输光路传输来的光脉冲和通过所述第二保偏传输光路传输来的光脉冲之一进行相位调制，或者，对通过所述第一保偏传输光路传输来的光脉冲和通过所述第二保偏传输光路传输来的光脉冲进行不同的相位调制。/n...

【技术特征摘要】
1.一种相位调制偏振编解码装置，其特征在于，包括：光传输装置、双折射相位调制器、偏振正交旋转反射装置、分别与所述光传输装置和所述双折射相位调制器光耦合的第一保偏传输光路以及分别与所述双折射相位调制器和所述偏振正交旋转反射装置光耦合的第二保偏传输光路，其中，
所述光传输装置包括第一端口、第二端口和第三端口，所述光传输装置的第一端口被设置用于接收一路输入光脉冲，所述光传输装置的第二端口被设置用于将所接收的输入光脉冲通过所述第一保偏传输光路传输至所述双折射相位调制器，所述光传输装置的第二端口进一步用于接收经所述第一保偏传输光路传输回的光脉冲，所述光传输装置将传输回到所述光传输装置的第二端口的光脉冲传输至所述光传输装置的第三端口输出；
所述双折射相位调制器具有两个端口，所述两个端口中的一个通过所述第一保偏传输光路与所述光传输装置的第二端口光耦合，所述两个端口中的另一个通过所述第二保偏传输光路与所述偏振正交旋转反射装置光耦合；
所述偏振正交旋转反射装置被设置用于将从所述双折射相位调制器输出至所述第二保偏传输光路的光脉冲的两个正交偏振态进行偏振正交旋转反射，使得经过所述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，
所述双折射相位调制器被设置用于：对通过所述第一保偏传输光路传输来的光脉冲和通过所述第二保偏传输光路传输来的光脉冲之一进行相位调制，或者，对通过所述第一保偏传输光路传输来的光脉冲和通过所述第二保偏传输光路传输来的光脉冲进行不同的相位调制。


2.根据权利要求1所述的相位调制偏振编解码装置，其特征在于，所述偏振正交旋转反射装置为四分之一波片反射镜，所述四分之一波片反射镜包括反射镜和四分之一波片，所述反射镜在所述四分之一波片的后端与所述四分之一波片一体地形成。


3.根据权利要求1所述的相位调制偏振编解码装置，其...

【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