[發明專利]強度調制裝置和方法及其在量子密鑰分發系統中的應用

在審

• 申請號: 201710193266.6
• 申請日: 2017-03-28
• 公開（公告）號: CN108667519A
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發明（設計）人: 湯艷琳;朱珠
• 申請（專利權）人: 科大國盾量子技術股份有限公司
• 主分類號: H04B10/54
• 分類號: H04B10/54;H04B10/556;H04B10/524
• 代理公司: 北京市中聯創和知識產權代理有限公司 11364
• 代理人: 王影

1.一種自穩定的強度調制裝置，其包括保偏的分束器（1）和保偏的相位調制器（2）；

所述保偏的分束器（1）包括第一端口（1A）、第二端口（1B）、第三端口（1C）和第四端口（1D），所述第二端口（1B）和所述第三端口（1C）之間通過保偏光纖連接以形成雙向環光路；其中，當所述第一端口（1A）為輸入端時，所述第二端口（1B）為反射輸出端，所述第三端口（1C）為透射輸出端；當所述第二端口（1B）為輸入端時，所述第一端口（1A）為反射輸出端，所述第四端口（1D）為透射輸出端；

所述保偏的分束器（1）被配置成在所述第一端口（1A）接收待調制的光，并將所述待調制的光分成第一分量和第二分量，所述第一分量和所述第二分量分別在所述分束器的所述第二端口（1B）和所述第三端口（1C）輸出進入所述雙向環光路；

所述相位調制器（2）被設置在所述雙向環光路中，且被配置成對所述第一分量和所述第二分量中的一個或兩個進行相位調制，以在它們之間形成調制相位差?θ；

所述保偏的分束器（1）進一步被配置成使經相位調制的所述第一分量和所述第二分量匯合并輸出干涉光，以提供經強度調制的輸出光。

2.如權利要求1所述的強度調制裝置，其進一步包括光學傳輸單元（3），所述光學傳輸單元（3）包括第一端口（3A）、第二端口（3B）和第三端口（3C），其中，從所述第一端口（3A）輸入的光由所述第二端口（3B）輸出，從所述第二端口（3B）輸入的光由所述第三端口（3C）輸出；并且

所述光學傳輸單元（3）被配置成：所述第一端口（3A）接收所述待調制的光；以及所述第二端口（3B）通過單模光纖連接所述分束器（1）的所述第一端口（1A）。

3.如權利要求1所述的強度調制裝置，其中，所述分束器（1）為50:50的分束器。

4.一種自穩定的強度調制方法，其包括以下步驟：

將待調制的光分成兩個分量，并使所述兩個分量在同一雙向環光路中沿相反方向傳播；

在所述雙向環光路上對所述兩個分量中的一個或兩個進行相位調制，以在所述兩個分量上形成調制相位差?θ；

使具有所述調制相位差?θ的所述兩個分量匯合并產生兩路干涉光；以及

將所述兩路干涉光中的一路或兩路作為強度調制結果輸出。

5.如權利要求4所述的強度調制方法，其中，所述雙向環光路包括保偏光纖。

6.如權利要求4所述的強度調制方法，其中，所述兩個分量的振幅相同。

7.一種利用如權利要求1-3所述的強度調制裝置對時間相位編碼系統進行誘騙態編碼的方法，在所述時間相位編碼系統中，時間相位編碼信號包括時間基矢和相位基矢；其中，在一個系統時鐘周期內，所述時間基矢包括一個光脈沖，且所述一個光脈沖位于第一時間位置或第二時間位置上，所述相位基矢包括兩個光脈沖，所述兩個光脈沖分別處于所述第一時間位置和所述第二時間位置上；

所述第一時間位置早于所述第二時間位置；

其特征在于：

使所述時間相位編碼信號中的光脈沖經所述分束器（1）被分成所述第一分量和所述第二分量，所述第一分量和所述第二分量沿相反方向進入所述雙向環光路并傳播；以及

利用所述相位調制器（2）對所述第一分量和所述第二分量中的一個或兩個進行相位調制，以便提供所述時間基矢和所述相位基矢的信號態和誘騙態。

8.如權利要求7所述的誘騙態編碼方法，其中，所述相位調制器（2）對所述分量的相位調制是由彼此獨立的驅動信號驅動的。

9.如權利要求7所述的誘騙態編碼方法，其中，在一個所述系統時鐘周期內，所述相位調制器（2）在第一驅動信號下同時對所述系統時鐘周期內第一時間位置的光脈沖的所述第二分量和與所述系統時鐘周期相鄰的上一系統時鐘周期內第二時間位置的光脈沖的所述第一分量進行相位調制；以及，在第二驅動信號下同時對所述系統時鐘周期內第二時間位置的光脈沖的所述第二分量和所述系統時鐘周期內第一時間位置的光脈沖的所述第一分量進行相位調制。