[實用新型]一種用于量子加密通信的波長可調準單光子源

有效

• 申請號: 201721649759.8
• 申請日: 2017-12-01
• 公開（公告）號: CN207559266U
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 付云飛;黃蕾蕾
• 申請（專利權）人: 浙江九州量子信息技術股份有限公司
• 主分類號: H01S3/106
• 分類號: H01S3/106;H04B10/70
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種用于量子加密通信的波長可調準單光子源，包括波長可調諧激光器、強度調制器、可調衰減陣列以及準單光子脈沖輸出單元，波長可調諧激光器、強度調制器、可調衰減陣列以及準單光子脈沖輸出單元依次連接，波長可調諧激光器、強度調制器、可調衰減器陣列以及準單光子脈沖輸出單元集成在同一硅基光子芯片上。與現有技術相比，本實用新型采用的波長可調準單光子源，結合硅基光子集成方式，將各個器件集成在同一硅基光子芯片上，可利用CMOS工藝進行大規模生產，具有器件成本低、體積小、功耗低等優點；本實用新型提出利用硅基波長可調諧激光器代替固定波長的半導體激光器作為激光光源，實現了波長可調準單光子源也實現了準單光子源的小型化和集成化。

技術領域

本實用新型涉及量子加密通信技術領域，特別涉及一種用于量子加密通信的波長可調準單光子源。

背景技術

隨著科學技術的不斷進步，人們對信息安全性的要求越來越高，而基于經典信息的加密技術由于其底層基本原理的局限性，存在著固有的安全隱患。量子加密技術起源于上世紀80年代，因為量子力學的基本定律，具有物理上的無條件的安全性。自BB84協議誕生以來，量子通信發展迅速，引起了世界各國的高度重視，并逐漸進入應用。

單光子源是量子通信系統的重要器件。目前的單光子的產生方案有：單原子激光器、單分子激光器、量子點單光子源和激光器衰減法制備的準單光子源等。其中，激光衰減法是目前最常用的單光子產生方法，通過對窄激光脈沖進行強衰減使每個脈沖的平均光子數小于0.1，從而獲得準單光子源。現在應用的1550nm波長的準單光子源通常用DFB半導體激光器、LiNO₃強度調制器、光衰減器等組成。但是，這種準單光子源通常為固定波長、且成本高、體積大、無法實現光子集成。

實用新型內容

本實用新型目的在于提供一種用于量子加密通信的波長可調準單光子源，以解決現有技術中的準單光子源通常為固定波長、且成本高、體積大、無法實現光子集成的技術問題。

本實用新型的技術方案是這樣實現的：

一種用于量子加密通信的波長可調準單光子源，包括可產生不同波長的連續激光的波長可調諧激光器、對連續激光進行強度調制的強度調制器、對光脈沖進行光衰的可調衰減陣列以及準單光子脈沖輸出單元，所述波長可調諧激光器、強度調制器、可調衰減陣列以及準單光子脈沖輸出單元依次連接，所述波長可調諧激光器、強度調制器、可調衰減器陣列以及準單光子脈沖輸出單元集成在同一硅基光子芯片上。

優選地，所述準單光子脈沖輸出單元包括光耦合器以及固定光衰減器，所述光耦合器的接入端連接可調衰減陣列的光脈沖輸出端，所述光耦合器的輸出端分兩路，一路連接固定光衰減器至輸出，另一路通過光功率檢測模塊、反饋控制器連接可調衰減陣列。

優選地，所述波長可調諧激光器由RSOA器件和波長選擇器件串聯構成。

優選地，所述強度調制器為硅基光波導型調制器，包括但不限于MZ光調制器、微環光調制器以及鍺吸收光調制器類型。

優選地，所述可調衰減器陣列可為MZI型VOA級聯組成，級聯的VOA個數可以設置為N個，其中，N＝1，2，…，n。

優選地，所述光耦合器，其包括但不限于：Y分支波導、多模干涉耦合器、定向耦合器。

與現有技術相比，本實用新型有以下有益效果：

1、本實用新型采用的波長可調準單光子源，結合硅基光子集成方式，將波長可調諧激光器、強度調制器、可調衰減器陣列、光耦合器、固定光衰等器件集成在同一硅基光子芯片上，可利用CMOS工藝進行大規模生產，具有器件成本低、體積小、功耗低等優點；

2、本實用新型提出利用硅基波長可調諧激光器代替固定波長的半導體激光器作為激光光源，實現了波長可調準單光子源，可作為波分復用量子通信系統中多個固定波長單光子源的備份光源，減少備份光源的數量；