一种同步时钟恢复装置以及量子密钥接收机制造方法及图纸

本申请提供一种同步时钟恢复装置以及量子密钥接收机，其中同步时钟恢复装置包括依次连接的主控模块、同步光探测模块、时钟倍频模块以及射频模块；其中，所述同步光探测模块用于探测同步光，并向所述时钟倍频模块输出同步电信号；所述时钟倍频模块用于将同步电信号倍频，并输出至少两路时钟信号，一路用于生成单光子探测器使用的门控信号，其它时钟信号发送至主控模块，由主控模块根据系统需要将时钟信号发送至需要的模块单元，从而实现收发双方数据同步和交互，解决了如何利用同步光恢复出单光子探测器门控所需的时钟信号以及采样时钟信号的问题。信号的问题。信号的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种同步时钟恢复装置以及量子密钥接收机


[0001]本申请涉及量子通信
，具体涉及一种同步时钟恢复装置以及量子密钥接收机。

技术介绍

[0002]量子密钥分发(QKD)是利用物质(如光子)的量子特性来设计加解密方案，其安全性是基于量子力学的基本原理而不是数学计算的复杂性，因此通过QKD得到的密钥是绝对安全。用于QKD的密钥分发装置包括量子密钥接收机，而量子密钥接收机的主要作用是对接收的量子光信号进行解码探测，并与量子密钥发射机进行数据交互通信。
[0003]因此在量子通信系统中，量子密钥接收机无论是对量子光信号探测，还是与量子密钥发射机进行通信，均需要时钟信号。即量子密钥接收机根据时钟信号控制单光子探测器的门控，从而达到对量子信号探测的目的，量子密钥接收机根据采样时钟信号对单光探测器探测的信号进行采样，从而得到量子信号数据。因此如何利用同步光恢复出单光子探测器门控所需的时钟信号以及采样时钟信号是亟需解决的问题。

技术实现思路

[0004]本申请提供一种同步时钟恢复装置以及量子密钥接收机，以解决了如何利用同步光恢复出单光子探测器门控所需的时钟信号以及收发双方数据同步和交互的时钟信号的问题。
[0005]本申请第一方面提供一种同步时钟恢复装置，该同步时钟恢复装置包括依次连接的主控模块、同步光探测模块、时钟倍频模块以及射频模块；
[0006]其中，所述同步光探测模块用于探测同步光，并向所述时钟倍频模块输出同步电信号；
[0007]所述时钟倍频模块用于将同步电信号倍频，并输出至少两路时钟信号，其中一路时钟信号输入至所述射频模块生成门控信号，其它时钟信号输入至所述主控模块。
[0008]优选地，所述同步光探测模块包括依次连接的DAC、偏压电路、同步光探测器以及比较器；
[0009]所述DAC用于将主控模块发出的控制信号转换成模拟信号；
[0010]所述偏压电路根据所述DAC输出的模拟信号控制所述同步光探测器对同步光进行探测；
[0011]所述比较器用于将所述同步光探测器输出的信号转换为标准电平的数字信号，并将该数字信号传输至时钟倍频模块。
[0012]优选地，所述时钟倍频模块包括时钟BUFFER以及第一锁相环；
[0013]所述时钟BUFFER用于将同步电信号至少输出为两路时钟信号，其中一路时钟信号输入所述第一锁相环，其它时钟信号输入至所述主控模块；
[0014]所述第一锁相环用于将接收的时钟信号倍频至所述射频模块需要的频率。
[0015]优选地，所述射频模块包括门控电路以及雪崩信号提取电路；
[0016]所述门控电路用于根据接收的时钟信号生成门控信号；
[0017]所述雪崩信号提取电路用于将单光子探测器的响应信号提取为计数脉冲信号。
[0018]优选地，所述门控电路包括依次连接的滤波器、放大器以及第二锁相环；
[0019]所述雪崩信号提取电路包括依次连接的雪崩信号提取电路以及信号处理电路。
[0020]优选地，所述主控模块采用FPGA、DSP、CPU或GPU。
[0021]本申请第二方面提供一种量子密钥接收机，该量子密钥接收机采用上述任意一项所述的同步时钟恢复装置得到时钟信号。
[0022]优选地，该量子密钥接收机还包括探测模块；
[0023]所述探测模块根据所述门控信号对接收的量子光进行探测，并将探测得到的响应信号输入至所述射频模块；
[0024]所述射频模块还用于将所述探测模块的响应信号提取为计数脉冲信号，并发送至主控模块。
[0025]本申请提供一种同步时钟恢复装置以及量子密钥接收机，与现有技术相比有以下优点：
[0026]本申请提供的一种同步时钟恢复装置包括依次连接的主控模块、同步光探测模块、时钟倍频模块以及射频模块；其中，所述同步光探测模块用于探测同步光，并向所述时钟倍频模块输出同步电信号；所述时钟倍频模块用于将同步电信号倍频，并输出至少两路时钟信号，其中一路时钟信号输入至所述射频模块生成门控信号，其它时钟信号输入至所述主控模块。因此，本申请利用同步光恢复出至少两路时钟信号，一路用于生成单光子探测器使用的门控信号，其它时钟信号发送至主控模块，由主控模块根据系统需要将时钟信号发送至需要的模块单元，从而实现收发双方数据同步和交互，解决了如何利用同步光恢复出单光子探测器门控所需的时钟信号以及采样时钟信号的问题。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0028]图1为本申请的一种同步时钟恢复装置的结构示意图；
[0029]图2为本申请的一种同步光探测模块的结构示意图；
[0030]图3为本申请的一种时钟倍频模块的结构示意图；
[0031]图4为本申请的一种射频模块的结构示意图。
具体实施方式
[0032]为使本申请的上述目的、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申请作进一步详细的说明。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，都属于本专利技术的保护范围。
[0033]本申请第一方面提供一种同步时钟恢复装置，该同步时钟恢复装置的结构可参阅
图1所示的示意图，其具体结构包括依次连接的主控模块、同步光探测模块、时钟倍频模块以及射频模块；其中，所述同步光探测模块用于探测同步光，并向所述时钟倍频模块输出同步电信号；所述时钟倍频模块用于将同步电信号倍频，并输出至少两路时钟信号，其中一路时钟信号输入至所述射频模块生成门控信号，其它时钟信号输入至所述主控模块。因此，本申请利用同步光恢复出至少两路时钟信号，一路用于生成单光子探测器使用的门控信号，其它时钟信号发送至主控模块，由主控模块根据系统需要将时钟信号发送至需要的模块单元，从而得到收发双方数据同步和交互的时钟信号，解决了如何利用同步光恢复出单光子探测器门控所需的时钟信号以及采样时钟信号的问题。
[0034]其中所述同步光探测模块的具体结构可参阅图2所示的示意图，具体结构包括依次连接的DAC、偏压电路、同步光探测器以及比较器，所述DAC(数模转换器)将主控模块发出的控制信号转换成模拟信号，所述偏压电路根据该模拟信号控制同步光探测器对同步光进行探测，其中所述同步光探测器采用APD(雪崩光电二极管)或者PIN(光电二极管)，由于同步光一般为连续光，因此所述同步光探测器需要在连续模式下工作。优选的采用APD，APD 内部集成TIA，将光信号直接转换成电压信号输出，APD输出信号通过比较器，转换为标准电平的数字信号，输出100KHz同步电信号给到接收机的时钟倍频模块。APD的灵敏度与加载到器件两端的反向偏置电压正相关，因此DAC受控于接收机主控模本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种同步时钟恢复装置，其特征在于，该同步时钟恢复装置包括依次连接的主控模块、同步光探测模块、时钟倍频模块以及射频模块；其中，所述同步光探测模块用于探测同步光，并向所述时钟倍频模块输出同步电信号；所述时钟倍频模块用于将同步电信号倍频，并输出至少两路时钟信号，其中一路时钟信号输入至所述射频模块生成门控信号，其它时钟信号输入至所述主控模块。2.根据权利要求1所述的同步时钟恢复装置，其特征在于，所述同步光探测模块包括依次连接的DAC、偏压电路、同步光探测器以及比较器；所述DAC用于将主控模块发出的控制信号转换成模拟信号；所述偏压电路根据所述DAC输出的模拟信号控制所述同步光探测器对同步光进行探测；所述比较器用于将所述同步光探测器输出的信号转换为标准电平的数字信号，并将该数字信号传输至时钟倍频模块。3.根据权利要求1所述的同步时钟恢复装置，其特征在于，所述时钟倍频模块包括时钟BUFFER以及第一锁相环；所述时钟BUFFER用于将同步电信号至少输出为两路时钟信号，其中一路时钟信号输入所述第一锁相环，其它时钟信号输入至所述主控模块；所述第一锁相环用于将接收的时钟信号倍频至...

【专利技术属性】
技术研发人员：慈兆会，周石磊，邵继虎，
申请(专利权)人：南京科信量子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：