量子密钥分发系统中的编码装置及方法制造方法及图纸

一种量子密钥分发系统中的编码装置及方法。该装置包括：相位调制光源、第一偏振光源、第二偏振光源、第一环形器、第二环形器，分束器和合束器。相位调制光源输出相位调制脉冲；分束器将相位调制脉冲分束为第一激励脉冲和第二激励脉冲；第一环形器将第一激励脉冲注入第一偏振光源；第二环形器将第二激励脉冲注入所述第二偏振光源；合束器耦合第一偏振光源，和/或，第二偏振光源的输出光，输出三种不同的偏振态。本申请中，由于第一偏振光源和第二偏振光源是被同一相位调制脉冲分束后的激励脉冲所激励的，因此第一偏振光源和第二偏振光源输出的第一光脉冲和第二光脉冲在时域和频域上保持一致，从而保证了各个偏振光在时域和频域的一致性。的一致性。的一致性。

【技术实现步骤摘要】
量子密钥分发系统中的编码装置及方法


[0001]本申请涉及量子通信
，特别涉及一种量子密钥分发系统中的编码装置及方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着人们对信息安全的重视程度不断加深，量子保密通信作为通信
中重要技术也越发的收到人们的重视，尤其是量子密钥分发(Quantum Key Distribution，QKD)系统。
[0003]QKD系统的编码方式主要包括偏振编码、相位编码和时间相位编码等。其中，偏振编码的方案是通过四种不同的偏振光|H>、|V>、|P>和|N>来完成编码。相关技术中，QKD系统中的发射机通常采用多激光器输出的方案。例如，如图1所示，BB84协议下的发射机设置了4激光器。激光器101和激光器102输出的光脉冲激经过合束器的耦合，形成偏振方向正交的耦合光即偏振光|H>和|V>。激光器103和激光器104输出的光脉冲激经过合束器的耦合，形成另一组偏振方向正交的耦合光即偏振光|H>和|V>。最终，再由合束器耦合输出四种不同的偏振光。对于三态协议(three-state protocal)或简化版BB84协议(Simplified BB84 Protocal)等仅需要三个偏振态的协议，发射机可以设置三个激光器。如图2所示，激光器201用于输出偏振光|H>；激光器202用于输出偏振光|V>；激光器203用于输出偏振光|P>。r/>[0004]相关技术中，对于采用多激光器输出的发射机，由于各个偏振光的是由不同的激光器输出的，因此导致各个偏振光在时域和频域的不一致即一致性较低。

技术实现思路

[0005]本申请提供了一种量子密钥分发系统中的编码装置及方法，可用于解决相关技术中对于采用多激光器输出的发射机，由于各个偏振光的是由不同的激光器输出的，因此导致各个偏振光在时域和频域的不一致即一致性较低的问题。
[0006]第一方面，本申请实施例提供一种量子密钥分发系统中的编码装置，所述装置包括：相位调制光源、第一偏振光源、第二偏振光源、第一环形器、第二环形器，分束器和合束器；
[0007]所述相位调制光源与所述分束器的入射端连接所述分束器的反射端与所述第一环形器的第一端口连接，所述分束器的透射端与所述第二环形器的第一端口连接，所述第一偏振光源与所述第一环形器的第二端口连接，所述第二偏振光源与所述第二环形器的第二端口连接；
[0008]所述相位调制光源用于输出相位调制脉冲，所述相位调制脉冲是注入锁定中用于固定相位的光脉冲；
[0009]所述分束器，用于将所述相位调制脉冲分束为第一激励脉冲和第二激励脉冲；
[0010]所述第一环形器，用于将所述第一激励脉冲注入所述第一偏振光源；
[0011]所述第二环形器，用于将所述第二激励脉冲注入所述第二偏振光源；
[0012]所述第一偏振光源，用于输出第一光脉冲，所述第一光脉冲是所述第一偏振光源被激励所发出的光脉冲，所述第一光脉冲与所述第一激励脉冲之间的相位以及偏振方向相同；
[0013]所述第二偏振光源，用于输出第二光脉冲，所述第二光脉冲是所述第二偏振光源被激励所发出的光脉冲，所述第二光脉冲与所述第二激励脉冲之间的相位以及偏振方向相同；
[0014]所述合束器，用于当所述第一偏振光源发光，而所述第二偏振光源不发光时，根据所述第一光脉冲，输出第一偏振光；
[0015]所述合束器，还用于当所述第二偏振光源发光，而所述第一偏振光源不发光时，根据所述第二光脉冲，输出第二偏振光，所述第二偏振光的偏振方向与所述第一偏振光的偏振方向正交；
[0016]所述合束器，还用于当所述第一偏振光源发光，且所述第二偏振光源发光时，根据所述第一光脉冲和所述第二光脉冲，输出第三偏振光，所述第三偏振光的偏振方向为所述第一偏振光的偏振方向与所述第二偏振光的偏振方向之和。
[0017]可选地，所述分束器为偏振分束器；
[0018]所述第一光脉冲的偏振方向和所述第二光脉冲的偏振方向正交，且所述相位调制脉冲的偏振方向为所述第一激励脉冲的偏振方向与所述第二激励脉冲的偏振方向之和。
[0019]可选地，所述第一光脉冲和所述第二光脉冲的偏振方向相同，且所述合束器为偏振合束器。
[0020]可选地，所述合束器，用于当所述第二偏振光源发光，而所述第一偏振光源不发光时，将输入的所述第二光脉冲的偏振方向旋转π/2，得到并输出所述第二偏振光。
[0021]可选地，所述装置还包括：第一相位调制器；
[0022]所述第一相位调制器的输入端与所述分束器的透射端连接，所述第一相位调制器的输出端与所述第二环形器的第一端口连接；
[0023]所述第一相位调制器，用于调制所述第二激励脉冲的相位，输出第三激励脉冲，所述第三激励脉冲和所述第二激励脉冲的相位差为π。
[0024]可选地，所述第二偏振光源，还用于输出第三光脉冲，所述第三光脉冲是所述第二偏振光源被所述第三激励脉冲激励所发出的光脉冲，所述第三光脉冲与所述第三激励脉冲之间的相位以及偏振方向相同；
[0025]所述合束器，还用于当所述第一偏振光源发光，且所述第二偏振光源发光时，根据所述第一光脉冲和所述第三光脉冲，输出第四偏振光，所述第四偏振光的偏振方向与所述第三偏振光的偏振方向正交。
[0026]可选地，所述装置还包括：第二相位调制器；
[0027]所述第二相位调制器的输出端与所述合束器连接，所述第二相位调制器的输入端与所述第二环形器的第三端口连接；
[0028]所述第二相位调制器，用于调制所述第二光脉冲的相位，输出第三光脉冲，所述第三光脉冲和所述第二光脉冲的相位差为π。
[0029]可选地，所述合束器，还用于当所述第一偏振光源发光，且所述第二偏振光源发光时，根据所述第一光脉冲和所述第三光脉冲，输出第四偏振光，所述第四偏振光的偏振方向
与所述第三偏振光的偏振方向正交。
[0030]第二方面，本申请还提供一种量子密钥分发系统中的编码方法，所述方法包括：
[0031]获取相位调制脉冲，所述相位调制脉冲是注入锁定中用于固定相位的光脉冲；
[0032]将所述相位调制脉冲分束为第一激励脉冲和第二激励脉冲，分别注入第一偏振光源和第二偏振光源；
[0033]若所述第一偏振光源发光，而所述第二偏振光源不发光，则将第一光脉冲输入合束器，输出第一偏振光，所述第一光脉冲是所述第一偏振光源被激励所发出的光脉冲，所述第一光脉冲与所述第一激励脉冲之间的相位以及偏振方向相同；
[0034]若所述第二偏振光源发光，而所述第一偏振光源不发光，则将第二光脉冲输入所述合束器，输出第二偏振光，所述第二光脉冲是所述第二偏振光源被激励所发出的光脉冲，所述第二光脉冲与所述第二激励脉冲之间的相位以及偏振方向相同，所述第二偏振光的偏振方向与所述第一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种量子密钥分发系统中的编码装置，其特征在于，所述装置包括：相位调制光源、第一偏振光源、第二偏振光源、第一环形器、第二环形器，分束器和合束器；所述相位调制光源与所述分束器的入射端连接所述分束器的反射端与所述第一环形器的第一端口连接，所述分束器的透射端与所述第二环形器的第一端口连接，所述第一偏振光源与所述第一环形器的第二端口连接，所述第二偏振光源与所述第二环形器的第二端口连接；所述相位调制光源用于输出相位调制脉冲，所述相位调制脉冲是注入锁定中用于固定相位的光脉冲；所述分束器，用于将所述相位调制脉冲分束为第一激励脉冲和第二激励脉冲；所述第一环形器，用于将所述第一激励脉冲注入所述第一偏振光源；所述第二环形器，用于将所述第二激励脉冲注入所述第二偏振光源；所述第一偏振光源，用于输出第一光脉冲，所述第一光脉冲是所述第一偏振光源被激励所发出的光脉冲，所述第一光脉冲与所述第一激励脉冲之间的相位以及偏振方向相同；所述第二偏振光源，用于输出第二光脉冲，所述第二光脉冲是所述第二偏振光源被激励所发出的光脉冲，所述第二光脉冲与所述第二激励脉冲之间的相位以及偏振方向相同；所述合束器，用于当所述第一偏振光源发光，而所述第二偏振光源不发光时，根据所述第一光脉冲，输出第一偏振光；所述合束器，还用于当所述第二偏振光源发光，而所述第一偏振光源不发光时，根据所述第二光脉冲，输出第二偏振光，所述第二偏振光的偏振方向与所述第一偏振光的偏振方向正交；所述合束器，还用于当所述第一偏振光源发光，且所述第二偏振光源发光时，根据所述第一光脉冲和所述第二光脉冲，输出第三偏振光，所述第三偏振光的偏振方向为所述第一偏振光的偏振方向与所述第二偏振光的偏振方向之和。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述分束器为偏振分束器；所述第一光脉冲的偏振方向和所述第二光脉冲的偏振方向正交，且所述相位调制脉冲的偏振方向为所述第一激励脉冲的偏振方向与所述第二激励脉冲的偏振方向之和。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一光脉冲和所述第二光脉冲的偏振方向相同，且所述合束器为偏振合束器。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述合束器，用于当所述第二偏振光源发光，而所述第一偏振光源不发光时，将输入的所述第二光脉冲的偏振方向旋转π/2，得到并输出所述第二偏振光。5.根据权利要求1至4任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：第一相位调制器；所述第一相位调制器的输入端与所述分束器的透射端连接，所述第一相位调制器的输出端与所述第二环形器的第一端口连接；所述第一相位调制器，用于调制所述第二激励脉冲的相位，输出第三激励脉冲，所述第三激励脉冲和所述第二激励脉冲的相位差为π。6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第二偏振光源，还用于输出第三光脉冲，所述第三光脉冲是所述第二偏振光源被
所述第三...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ五一IntClH零四L九零八，
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：