本发明专利技术提供了光发射机及其控制方法。一种光发射机对双脉冲进行相位和强度调制然后将它们发射，该光发射机包括：分支部分，将各个输入双脉冲分支到第一和第二路径；第一光调制器，被设在第一路径上；第二和第三光调制器，被串联地设在第二路径上；以及组合部分，用于对已经传播通过第一路径的双脉冲和已经传播通过第二路径的双脉冲进行组合以输出双脉冲。控制部分进行控制以使得第一和第二光调制器中的每一个对经过的双脉冲执行相对强度调制和相对相位调制中的任一个，并且第三光调制器对经过的双脉冲执行相对相位调制。
【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉引用本申请基于2007年9月4日提交的日本专利申请No.2007-228510并要求其优先权，该申请公开的内容通过引用而全部结合于此。
本专利技术涉及对光脉冲进行相位调制和强度调制然后将其发送的光通信系统，更具体而言涉及光发射机(optical transmitter)和用于控制在光发射机中使用的复合调制器的方法。
技术介绍
快速增长的因特网是很方便的，但是事实上，对其安全性抱有很大的担忧。高度密码技术的必要性一直在增加以便维持通信安全。当前通常使用的密码方法在广义上分成诸如数据加密标准(DES)和三重DES之类的私密密钥密码术以及诸如RAS(Rivest Shamir Adleman)和椭圆曲线密码术(ECC)之类的公共密钥密码术。但是，这些是基于计算复杂性来保证通信安全的密码通信方法。随着庞大的计算能力或者密码分析算法的出现，根据这些方法的密码常常处于被破译的危险中。在这种背景下，量子密钥分配(QKD)作为使得窃听绝对不可能的密码密钥分配技术正在吸引人们的注意。在QKD中，通常使用光子来作为通信介质，并且通过叠加在光子的量子状态上来发射信息。如果在传输路径上存在的窃听者例如通过分接(tap)正被发送的光子来窃听信息，则根据海森博格(Heisenberg)的不确定性原理将无法完美地将被观测一次的光子的量子状态恢复到观测之前的状态。这导致了在由所授权接收者检测到的接收数据的统计值上的改变。所检测到的改变允许接收者检测在传输路径上的窃听者的存在性。-->在利用光子相位的量子密钥分配方法的情况下，发送者和接收者(在下文中分别称为“Alice”和“Bob”)组成了光学干涉仪。Alice和Bob分别随机地对各个光子的相位进行调制。基于调制后的相位之间的深度差，可以获得“0”、“1”或者“不确定”的输出。之后，在Alice和Bob之间部分地对在输出数据被测得时使用的条件进行比较，由此最终可以在Alice和Bob之间共享随机数序列。这里所共享的随机数序列包括由诸如光子接收机噪声、从经典信道(classical-channel)信号泄漏的噪声、以及依据干涉仪的精度而导致的噪声之类的外部干扰导致的错误。另外，应当想到，该随机数序列还包括由窃听者(以下称为“Eve”)所进行的窃听行为导致的错误。因此，为了获得最终的密码密钥，Alice和Bob执行用于消除在共享的随机数序列中的错误的错误纠正以及用于筛除Eve可能拥有的信息的私密性增强。对于最适合实际使用的配置，经常使用即插即用系统，其在Ribordy，G.、Gautier，J.-D.、Gisin，N.、Guinnard，O.和Zbinden，H.的(“Automated‘plug & play’quantum key distribution(自动“即插即用”量子密钥分配)”Electronics Letters，Vol.34，No.22，pp.2116-2117)等中被示出。在即插即用系统中，往返型光学干涉仪被构建成使得单个干涉仪用作用于在时间上分离光子脉冲的干涉仪，以及用于再次组合在时间上分离的光子脉冲对的干涉仪。因此，这个系统具有以下优点：如果在比光子脉冲的往返持续时段长的时间段内，在干涉仪中发生的光学路径差保持恒定，则可以实现高精度干涉。但是，这种往返型的QKD方法并不适合增加密钥共享率，这是因为用于调制光子脉冲的相位的相位调制器需要在两个方向上使用。另外，还存在以下缺点：因为在传输路径中的后向散射光的发生是不可避免的，所以光子信号的信噪比被恶化。另一方面，根据单向型的QKD方法，发送者和接收者分别具有不同的非对称干涉仪。即，用于在时间上分离光子脉冲的干涉仪和用于再次组合在时间上分离的光子脉冲对的干涉仪被放置于远距离处。因此，需要某些技术来保持在多个干涉仪中发生的光学路径差精确相等。例如，Yuan，Z.-->L.和Shields，A.J.的(“Continuous operation of a one-way quantum keydistribution system over installed telecom fibre(在所安装的电信光纤上的单向量子密钥分配系统的连续操作)”，Optics Express，Vol.13，pp.660-665)公开了一种系统，其中，对在Bob侧的非对称干涉仪的路径之一提供光纤延伸器(stretcher)，并且通过在监视干涉特性的同时控制光纤延伸器来调节非对称干涉仪的光学路径之间的长度差。但是，因为光纤具有范围从10-6到10-5/K的线性膨胀系数，所以长度为100cm的光纤线(对应于5ns的延迟)在温度改变0.1度的情况下伸长/缩短约100到1000nm。因为将在QKD和一般光通信中使用的光信号具有1550nm的波长，所以如果使用具有几纳秒的延迟的非对称干涉仪，则无法获得稳定的干涉特性，除非以小于0.01度的粒度(granularity)来对用于延迟的整个光纤执行温度控制。根据Bonfrate，G.、Harlow，M.、Ford，C.、Maxwell，G.和Townsend，P.D.的(“Asymmetric Mach-Zehndergermano-silicate channel waveguide interferometers for quantum cryptographysystems(用于量子密码术系统的非对称马赫曾德(Mach-Zehnder)germano-silicate信道波导干涉仪)”Electronics Letters，Vol.37，No.13，pp.846-847)，通过使用平面光波电路(PLC)技术在小区域中安装光学路径，藉此辅助温度控制。如上所述，已经逐渐地建立用于稳定多个干涉仪中的相对延迟量的技术，这已经成为实现单向QKD的挑战。响应于这种趋势，近年来单向QKD已经开始按各种方式发展。例如，Nambu，Y.、Yoshino，K.和Tomita，A.的(“One-Way Quantum Key Distribution System Based on PlanarLightwave Circuits(基于平面光波电路的单向量子密钥分配系统)”，Japanese Journal of Applied Physics，Vol.45，pp.5344-5348)提出了使用一般双输入、双输出马赫曾德干涉仪的第一单向QKD系统。在Nambu，Y.、Yoshino，K.和Tomita，A.的(“Quantum key distribution systems withoutoptical switching using planar lightwave circuit(基于平面光波电路的没有光交换的量子密钥分配系统)”，第8届量子通信国际会议(The 8thInternational Conference on Quantum Communication，Measurement and-->Computing)，Measurement and Computing，pp.2-31)中还提出了不使用相位调制器的第二单向QKD系统。这两种方案都是使用四个量子状态的BB84本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种光发射机，用于发射经相位调制和强度调制的光脉冲，所述光发射机包括： 光源，用于生成光脉冲； 双脉冲发生器，用于根据光脉冲来生成双脉冲，其中，所述双脉冲在时间上被分成光脉冲对； 分支部分，用于将所述双脉冲中的每一个分支到第一路径和第二路径； 第一光调制器，该第一光调制器被设在所述第一路径上； 第二光调制器和第三光调制器，所述第二光调制器和第三光调制器被串联地设在所述第二路径上；以及 组合部分，用于对已经传播通过所述第一路径的双脉冲和已经传播通过所述第二路径的双脉冲进行组合以生成输出双脉冲； 其中，所述第一光调制器和所述第二光调制器中的每一个在经过的双脉冲之间或者执行相对强度调制或者执行相对相位调制，其中，所述第三光调制器在经过的双脉冲之间执行相对相位调制。
【技术特征摘要】
JP 2007-9-4 2007-2285101.一种光发射机，用于发射经相位调制和强度调制的光脉冲，所述光发射机包括：光源，用于生成光脉冲；双脉冲发生器，用于根据光脉冲来生成双脉冲，其中，所述双脉冲在时间上被分成光脉冲对；分支部分，用于将所述双脉冲中的每一个分支到第一路径和第二路径；第一光调制器，该第一光调制器被设在所述第一路径上；第二光调制器和第三光调制器，所述第二光调制器和第三光调制器被串联地设在所述第二路径上；以及组合部分，用于对已经传播通过所述第一路径的双脉冲和已经传播通过所述第二路径的双脉冲进行组合以生成输出双脉冲；其中，所述第一光调制器和所述第二光调制器中的每一个在经过的双脉冲之间或者执行相对强度调制或者执行相对相位调制，其中，所述第三光调制器在经过的双脉冲之间执行相对相位调制。2.如权利要求1所述的光发射机，其中，所述第三光调制器在0°和90°之间切换其调制相位。3.如权利要求1或2所述的光发射机，其中，所述第一光调制器和所述第二光调制器中的每一个均是具有预定传递曲线的马赫曾德光强度调制器。4.如权利要求3所述的光发射机，其中，所述第一光调制器在所述传递曲线的最小点和第一操作点之间切换其操作点，并且所述第二光调制器在所述传递曲线的所述最小点和第二操作点之间切换其操作点，其中，所述第一操作点和所述第二操作点在所述传递曲线上相对于所述最小点呈对称地布置。5.如权利要求1或2所述的光发射机，其中，所述第一光调制器是具有预定传递曲线的马赫曾德光强度调制器，而所述第二光调制器是光相位调制器。6.如权利要求5所述的光发射机，其中，所述第一光调制器在所述传递曲线的最小点和最大点之间切换其强度，并且所述第二光调制器在0°和180°之间切换其调制相位。7.如权利要求1或2所述的光发射机，其中，所述第一光调制器和...
【专利技术属性】
技术研发人员：田中聪宽，田岛章雄，高桥成五，前田和佳子，
申请(专利权)人：日本电气株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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