一种基于主动基矢选择的偏振解码装置及方法制造方法及图纸

本申请提供的一种基于主动基矢选择的偏振解码装置及方法，偏振解码装置包括主动基矢选择组件、解码组件以及探测组件，其中解码组件可将正交的偏振态解析为时域上的两个分量或者空域上的两个分量，因此单光子探测器可被配置为在时域上探测解析后的两个分量，也可配置为在空域上探测解析后的两个分量，两只单光子探测器即可完成四偏振态的测量，相对于现有技术而言低了系统的复杂度和成本，此外解码组件可以采用偏振分束器将正交的偏振态解析为时域上能量相等的两个分量或者空域上能量相等的两个分量，具有较高的信道适用性；主动基矢选择组件能够实现基矢的主动选择，避免了被动选基时针对非理想分束器的攻击。

【技术实现步骤摘要】
一种基于主动基矢选择的偏振解码装置及方法
本申请涉及量子通信
，具体涉及一种基于主动基矢选择的偏振解码装置及方法。
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。最常用的量子保密通信的一种方式采用BB84协议的偏振编码进行量子密钥分发，偏振编码量子密钥分发通常采用两组正交偏振态进行编码，接收端通过偏振解码装置进行偏振解码，完成偏振编码量子密钥分发。现有的一种用于上述偏振编码量子密钥分发的偏振解码装置如图1所示，包括分束器，第一偏振控制器、第二偏振控制器、第一偏振分束器、第二偏振分束器、第一单光子探测器、第二单光子探测器、第三单光子探测器以及第四单光子探测器，所述分束器的两个出射端口分别连接第一偏振控制器与第二偏振控制器，所述第一偏振控制器与所述第一偏振分束器连接，所述第一偏振分束器的两个端口分别连接第一单光子探测器和第二单光子探测器，所述第二偏振控制器与所述第二偏振分束器连接，所述第二偏振分束器两个端口分别连接第三单光子探测器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于主动基矢选择的偏振解码装置，其特征在于，该偏振解码装置包括主动基矢选择组件（1）、解码组件（2）以及探测组件（3）：/n所述主动基矢选择组件（1）包括输入端口（11）、基矢选择器（12）、第一输出端口（13）以及第二输出端口（14），所述基矢选择器（12）用于若选择第一基矢解码则将所述输入端口（11）输入的光脉冲传输至第一输出端口（13），若选择第二基矢解码则将所述输入端口（11）输入的光脉冲传输至第二输出端口（14）；/n所述解码组件（2）包括第一基矢解码通道（21）以及第二基矢解码通道（22），所述第一输出端口（13）与所述第一基矢解码通道（21）的输入端连接，所述第二输出端口...

【技术特征摘要】
1.一种基于主动基矢选择的偏振解码装置，其特征在于，该偏振解码装置包括主动基矢选择组件（1）、解码组件（2）以及探测组件（3）：
所述主动基矢选择组件（1）包括输入端口（11）、基矢选择器（12）、第一输出端口（13）以及第二输出端口（14），所述基矢选择器（12）用于若选择第一基矢解码则将所述输入端口（11）输入的光脉冲传输至第一输出端口（13），若选择第二基矢解码则将所述输入端口（11）输入的光脉冲传输至第二输出端口（14）；
所述解码组件（2）包括第一基矢解码通道（21）以及第二基矢解码通道（22），所述第一输出端口（13）与所述第一基矢解码通道（21）的输入端连接，所述第二输出端口（14）与所述第二基矢解码通道（22）的输入端连接；
所述第一基矢解码通道（21）被设置为将采用第一基矢编码的光脉冲解析为在时域上的第一分量和第二分量，所述第二基矢解码通道（22）被设置为将采用第二基矢编码的光脉冲解析为在时域上的第三分量和第四分量；
或者，所述第一基矢解码通道（21）被设置为将采用第一基矢编码的光脉冲解析为在空域上的第一分量和第二分量，所述第二基矢解码通道（22）被设置为将采用第二基矢编码的光脉冲解析为在空域上的第三分量和第四分量，其中，所述第一分量的偏振方向与所述第三分量的偏振方向正交，所述第二分量的偏振方向与所述第四分量的偏振方向正交；
所述探测组件（3）包括第一单光子探测器（31）以及第二单光子探测器（32），所述第一单光子探测器（31）被配置为用于探测时域上的第一分量和第二分量且第二单光子探测器（32）用于探测时域上的第三分量和第四分量；或者所述第一单光子探测器（31）被配置为用于探测空域上的第一分量和第三分量且第二单光子探测器（32）用于探测空域上的第二分量和第四分量。


2.根据权利要求1所述的基于主动基矢选择的偏振解码装置，其特征在于，所述基矢选择器（12）包括光分束端（121）、光合束端（122）、第一光路（123）、第二光路（124）以及相位调制器（125）；
所述第一光路（123）的光程与第二光路（124）的光程相等，所述相位调制器（125）设置于所述第一光路（123）或第二光路（124）上，所述光合束端（122）具有两个出口，该两个出口分别与第一输出端口（13）和第二输出端口（14）连接；
所述光分束端（121）与所述输入端口（11）连接，所述光分束端（121）用于将输入的光脉冲分成两个光脉冲，一个光脉冲经第一光路（123）到达光合束端（122），另一个脉冲经第二光路（124）到达光合束端（122）；
所述相位调制器（125）被配置为选择第一基矢解码时，用于将所述第一光路（123）和第二光路（124）中的光脉冲相位差调节为ΔΦ1，则光合束端（122）将所述第一光路（123）和第二光路（124）中的光脉冲合束后输入第一输出端口（13）；
所述相位调制器（125）被配置为选择第二基矢解码时，用于将所述第一光路（123）和第二光路（124）中的光脉冲相位差调节为ΔΦ2，则光合束端（122）将所述第一光路（123）和第二光路（124）中的光脉冲合束后输入第二输出端口（14）。


3.根据权利要求1所述的基于主动基矢选择的偏振解码装置，其特征在于，所述基矢选择器（12）为光开关。


4.根据权利要求1所述的基于主动基矢选择的偏振解码装置，其特征在于，
所述第一基矢解码通道（21）包括：偏振旋转装置（211）、第一偏振分束器（212）、第二偏振分束器（213）、第三光路（214）以及第四光路（215），其中所述第三光路（214）的光程与所述第四光路（215）的光程不相等；
所述偏振旋转装置（211）用于将选择第一基矢编码的光脉冲的两个正交偏振态分别变换成与第一偏振分束器（212）两个输出方向一致的正交偏振态；
所述第一偏振分束器（212）用于将变换后的正交偏振态中的一个偏振态经第三光路（214）与第二偏振分束器（213）后输出传输至第一输出端口（13），所述第一偏振分束器（212）还被配置为用于将变换后的正交偏振态中的另一个偏振态经第四光路（215）与第二偏振分束器（213）后输出传输至第一输出端口（13），由于所述第三光路（214）的光程与所述第四光路（215）的光程不相等，光脉冲被解析为在时域上的第一分量和第二分量；
所述第二基矢解码通道（22）包括：第三偏振分束器（221）、第四偏振分束器（222）、第五光路（223）以及第六光路（224），其中所述第五光路（223）的光程与所述第六光路（224）的光程不相等；<...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘鹏，张立华，
申请(专利权)人：北京中创为南京量子通信技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32