一种时间相位量子密钥分发系统及其发射端结构技术方案

本发明专利技术提供了一种时间相位量子密钥分发系统及其发射端结构，发射端结构包括：直调激光器模块，用于输出连续光脉冲；至少一个电吸收调制器模块，用于对所述直调激光器模块输出的光脉冲的光强进行调制；光衰减器，用于对所述电吸收调制器模块输出的光脉冲的光强进行衰减处理；其中，所述直调激光器模块和至少一个所述电吸收调制器模块集成设置在同一芯片上。也就是说在本申请中将原本基于各个独立光器件的量子密钥分发系统集成设置在一个体积较小的芯片中，进而大大降低量子密钥分发系统的成本，且极大程度的降低量子密钥分发系统的体积。体积。体积。

【技术实现步骤摘要】
一种时间相位量子密钥分发系统及其发射端结构


[0001]本专利技术涉及通信
，更具体地说，涉及一种时间相位量子密钥分发系统及其发射端结构。

技术介绍

[0002]量子密码通信结合了量子物理原理和现代通信技术，量子密码通信由物理原理保障异地密钥协商过程和结果的安全性，与“一次一密”的加密技术相结合可以实现不依赖算法复杂度的保密通信。
[0003]目前，量子密码技术以光量子作为实现载体，通过自由空间或光纤信道进行分发；经典随机比特通过偏振编码、相位编码等方式记载到光量子的偏振、相位等物理量上。
[0004]目前现有技术中，量子密钥分发系统主要分为离散变量量子密钥分发系统和连续变量量子密钥分发系统这两类；由于光纤通信已成为现代信息传输的基础架构和发展趋势，在光纤信道中进行量子密码通信具有非常重要的意义和应用前景，并且设备化的量子密钥分发系统已经逐渐部署在世界各地为大众提供量子密钥分发服务。
[0005]现有的实用化量子密钥分发系统一般包含一个发射端和一个接收端，发射端用于将密钥编码在光量子上，而接收端用于光量子的解码以及测量。
[0006]但是，现有的量子密钥分发设备依然存在着一些问题，使得其不能大规模实用化，其中最主要的问题包括设备体积较大，对于GHz重复频率的商用密钥分发系统，其体积一般可以达到3U机箱的大小，其次设备成本较高，一般GHz重复频率的量子密钥分发系统单个设备价格可以达到百万以上。
[0007]以上两个问题主要是由于现有量子密钥分发系统光学可电子学部分均是基于分立光学元器件以及PCB电路板来实现的，这种实现方式成本较高、导致设备体积较大。

技术实现思路

[0008]有鉴于此，为解决上述问题，本专利技术提供一种时间相位量子密钥分发系统及其发射端结构，技术方案如下：
[0009]一种时间相位量子密钥分发系统的发射端结构，所述发射端结构包括：
[0010]直调激光器模块，用于输出连续光脉冲；
[0011]至少一个电吸收调制器模块，用于对所述直调激光器模块输出的光脉冲的光强进行调制；
[0012]光衰减器，用于对所述电吸收调制器模块输出的光脉冲的光强进行衰减处理；
[0013]其中，所述直调激光器模块和至少一个所述电吸收调制器模块集成设置在同一芯片上。
[0014]优选的，在上述发射端结构中，所述电吸收调制器模块的数量为两个；
[0015]第一个所述电吸收调制器模块用于对所述直调激光器模块输出的光脉冲的光强进行第一次调制；
[0016]第二个所述电吸收调制器模块用于对第一个所述电吸收调制器模块输出的光脉冲的光强进行第二次调制。
[0017]优选的，在上述发射端结构中，所述光衰减器用于对第二个所述电吸收调制器模块输出的光脉冲的光强进行衰减处理。
[0018]优选的，在上述发射端结构中，所述芯片包括：
[0019]基底；
[0020]设置在所述基底一侧的N型掺杂层；
[0021]设置在所述N型掺杂层背离所述基底一侧的多量子阱层；
[0022]设置在所述多量子阱层背离所述基底一侧的P型掺杂层；
[0023]设置在所述P型掺杂层背离所述基底一侧的多个独立的金属电极，相邻两个金属电极之间的P型掺杂层上设置有隔离凹槽。
[0024]优选的，在上述发射端结构中，所述多量子阱层为铟镓砷多量子阱层。
[0025]优选的，在上述发射端结构中，所述电吸收调制器模块的数量为M；
[0026]所述金属电极的数量为N；
[0027]其中，N＝M+1。
[0028]优选的，在上述发射端结构中，所述直调激光器模块至少包括分布反馈式半导体激光器光源。
[0029]一种时间相位量子密钥分发系统，所述时间相位量子密钥分发系统包括发射端结构和接收端结构；
[0030]其中，所述发射端结构包括上述任一项所述的发射端结构。
[0031]相较于现有技术，本专利技术实现的有益效果为：
[0032]本专利技术提供的一种时间相位量子密钥分发系统的发射端结构包括：直调激光器模块，用于输出连续光脉冲；至少一个电吸收调制器模块，用于对所述直调激光器模块输出的光脉冲的光强进行调制；光衰减器，用于对所述电吸收调制器模块输出的光脉冲的光强进行衰减处理；其中，所述直调激光器模块和至少一个所述电吸收调制器模块集成设置在同一芯片上。也就是说在本申请中将原本基于各个独立光器件的量子密钥分发系统集成设置在一个体积较小的芯片中，进而大大降低量子密钥分发系统的成本，且极大程度的降低量子密钥分发系统的体积。
附图说明
[0033]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0034]图1为本专利技术实施例提供的一种时间相位量子密钥分发系统的发射端结构的原理结构示意图；
[0035]图2为本专利技术实施例提供的一种图1所示发射端结构的芯片俯视示意图；
[0036]图3为本专利技术实施例提供的一种图1所示发射端结构的芯片截面示意图；
[0037]图4为本专利技术实施例提供的另一种时间相位量子密钥分发系统的发射端结构的原
理结构示意图；
[0038]图5为本专利技术实施例提供的一种图4所示发射端结构的芯片俯视示意图；
[0039]图6为本专利技术实施例提供的一种图4所示发射端结构的芯片截面示意图；
[0040]图7为本专利技术实施例提供的一种三态时间相位编码的三种光量态示意图；
[0041]图8为本专利技术实施例提供的一种图1所示发射端结构的调制方案示意图；
[0042]图9为本专利技术实施例提供的另一种图1所示发射端结构的调制方案示意图；
[0043]图10为本专利技术实施例提供的一种图4所示发射端结构的调制方案示意图；
[0044]图11为本专利技术实施例提供的另一种图4所示发射端结构的调制方案示意图；
[0045]图12为本专利技术实施例提供的一种时间相位量子密钥分发系统的原理结构示意图。
具体实施方式
[0046]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0047]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0048]参考图1，图1为本专利技术实施例提供的一种时间相位量子密钥分发系统的发射端结构的原理结构示意图。
[0049]所述发射端结构包括：
[0050]直调激光器模块，用于输出连本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种时间相位量子密钥分发系统的发射端结构，其特征在于，所述发射端结构包括：直调激光器模块，用于输出连续光脉冲；至少一个电吸收调制器模块，用于对所述直调激光器模块输出的光脉冲的光强进行调制；光衰减器，用于对所述电吸收调制器模块输出的光脉冲的光强进行衰减处理；其中，所述直调激光器模块和至少一个所述电吸收调制器模块集成设置在同一芯片上。2.根据权利要求1所述的发射端结构，其特征在于，所述电吸收调制器模块的数量为两个；第一个所述电吸收调制器模块用于对所述直调激光器模块输出的光脉冲的光强进行第一次调制；第二个所述电吸收调制器模块用于对第一个所述电吸收调制器模块输出的光脉冲的光强进行第二次调制。3.根据权利要求2所述的发射端结构，其特征在于，所述光衰减器用于对第二个所述电吸收调制器模块输出的光脉冲的光强进行衰减处理。4.根据权利要求1所述的发射端结构，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁禹阳，刘午，
申请(专利权)人：合肥硅臻芯片技术有限公司，
类型：发明
国别省市：