[實用新型]一種相位解碼裝置和量子密鑰分發系統

有效

• 申請號: 201821752688.9
• 申請日: 2018-10-29
• 公開（公告）號: CN208849779U
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發明（設計）人: 許華醒;莫小范;程旭升
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司電子科學研究院
• 主分類號: H04L9/08
• 分類號: H04L9/08;H04B10/70;H04B10/524;H04B10/532;H04B10/556
• 代理公司: 北京匯知杰知識產權代理事務所(普通合伙) 11587
• 代理人: 李潔;董江虹

本實用新型提出一種相位解碼裝置和量子密鑰分發系統。該相位解碼裝置用于對輸入光脈沖進行相位解碼，包括：分束器；合束器；及與分束器光耦合并與合束器光耦合的兩條光路，分束器經兩條光路耦合至合束器，分束器前端或兩條光路中至少之一上具有相位調制器，其中兩條光路及其上的光器件構造成使得輸入光脈沖的兩個正交偏振態各自在分束器分束至合束器合束期間經兩條光路傳輸的相位差相差2π的整數倍。本實用新型可有效解決光脈沖偏振態隨機變化對系統穩定性產生的影響，實現抗環境干擾的穩定相位解碼。此外，本實用新型可采用不等臂馬赫?曾德爾干涉儀，光脈沖在解碼時只需經過一次相位調制器，減小了接收端的插入損耗，提高了系統效率。

技術領域

本實用新型涉及光傳輸保密通信技術領域，尤其涉及一種相位解碼方法、裝置和量子密鑰分發系統。

背景技術

基于量子密鑰分發技術和一次一密密碼原理，量子保密通信在公開信道可實現信息的安全傳輸，并逐步走向應用。對于以不等臂干涉儀為基礎的相位編碼量子密鑰分發系統，在光脈沖經光纖量子信道傳輸的過程中，因光纖制作存在截面非圓對稱、纖芯折射率沿徑向不均勻分布等非理想情況，以及光纖在實際環境中受溫度、應變、彎曲等影響而產生雙折射效應，光脈沖在到達接收端時的偏振態會發生隨機變化，造成相位解碼干涉儀輸出結果不穩定，并且此現象隨著光纖距離的增加惡化明顯。

在現有技術中提出了一種不等臂法拉第-邁克爾遜干涉儀，其可使光脈沖在受到光纖信道隨機雙折射及源于此的偏振態變化的影響時，仍保持干涉結果穩定輸出。但是，這種干涉儀損耗大，其中相位調制器的插損是引起較大損耗的主要因素之一。具體而言，當相位調制器置于干涉儀的一臂時，光脈沖由于來回傳輸會經過相位調制器兩次，從而造成干涉儀的損耗較大，系統效率偏低。

實用新型內容

本實用新型的主要目的在于提出一種相位解碼方法、裝置和量子密鑰分發系統，用以解決相位編碼量子密鑰分發應用中因前述的偏振態變化而導致的接收端干涉輸出結果不穩定的問題。

本實用新型提供至少以下技術方案：

1.一種相位解碼裝置，用于對入射的任意偏振態的一路輸入光脈沖進行相位解碼，其特征在于，所述相位解碼裝置包括：分束器；合束器；以及與所述分束器光耦合并與所述合束器光耦合的兩條光路，其中所述分束器經所述兩條光路耦合至所述合束器，其中所述分束器前端或者所述兩條光路中的至少一條光路上具有一個相位調制器，其中所述兩條光路及其上的光器件構造成使得所述輸入光脈沖的兩個正交偏振態各自在所述分束器分束至所述合束器合束的過程中經所述兩條光路傳輸的相位差相差2π的整數倍。

2.根據方案1所述的相位解碼裝置，其特征在于，所述兩條光路為自由空間光路，所述兩條光路上的光器件為非雙折射光器件和/或偏振保持光器件。

3.根據方案1所述的相位解碼裝置，其特征在于，所述兩條光路為保偏光纖光路，所述兩條光路上的光器件為偏振保持光器件和/或非雙折射光器件。

4.根據方案2或3所述的相位解碼裝置，其特征在于，所述相位解碼裝置還包括：

保偏光纖拉伸器，所述保偏光纖拉伸器位于所述兩條光路中的任一光路上；和/或

雙折射相位調制器，所述雙折射相位調制器位于所述兩條光路中的任一光路上。

5.根據方案1所述的相位解碼裝置，其特征在于，所述相位解碼裝置采用不等臂馬赫-曾德爾干涉儀或不等臂邁克爾遜干涉儀的結構。

6.根據方案1或3或5所述的相位解碼裝置，其特征在于，所述相位解碼裝置采用不等臂馬赫-曾德爾干涉儀的結構，所述兩條光路為保偏光纖光路，其中所述兩條光路的保偏光纖長度之差為保偏光纖拍長的整數倍。

7.根據方案1或3或5所述的相位解碼裝置，其特征在于，所述相位解碼裝置采用不等臂邁克爾遜干涉儀的結構，所述兩條光路為保偏光纖光路，其中所述兩條光路的保偏光纖長度之差為保偏光纖拍長的一半的整數倍。