[實(shí)用新型]基于偏振正交旋轉(zhuǎn)的量子密鑰分發(fā)時(shí)間比特-相位解碼裝置及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201821763660.5
• 申請(qǐng)日: 2018-10-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN209233847U
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-08-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許華醒
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)電子科技集團(tuán)公司電子科學(xué)研究院
• 主分類(lèi)號(hào): H04L9/08
• 分類(lèi)號(hào): H04L9/08;H04B10/70;H04B10/524;H04B10/532;H04B10/556
• 代理公司: 北京匯知杰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11587
• 代理人: 董江虹;李潔

1.一種基于偏振正交旋轉(zhuǎn)的量子密鑰分發(fā)時(shí)間比特-相位解碼裝置，其特征在于，所述時(shí)間比特-相位解碼裝置包括：

前置分束器，被配置用于將入射的任意偏振態(tài)的一路輸入光脈沖分束為第一路光脈沖和第二路光脈沖；以及，

與所述前置分束器光耦合的相位解碼器，被配置用于對(duì)所述第一路光脈沖進(jìn)行相位解碼，

所述相位解碼器包括第一分束器、第一合束器以及與所述第一分束器光耦合并與所述第一合束器光耦合的兩條子光路，其中

所述第一分束器被配置用于將所述第一路光脈沖分束為兩路子光脈沖；

所述兩條子光路用于分別傳輸所述兩路子光脈沖，并用于實(shí)現(xiàn)所述兩路子光脈沖的相對(duì)延時(shí)；

所述第一合束器被配置用于將相對(duì)延時(shí)后的所述兩路子光脈沖合束輸出，

其中，在所述兩條子光路中的所述至少一條子光路中包含至少一個(gè)偏振正交旋轉(zhuǎn)裝置，所述偏振正交旋轉(zhuǎn)裝置被配置用于將經(jīng)其傳輸?shù)囊宦纷庸饷}沖的兩個(gè)正交偏振態(tài)分別進(jìn)行偏振正交旋轉(zhuǎn)，使得經(jīng)由該偏振正交旋轉(zhuǎn)裝置后，該一路子光脈沖的兩個(gè)正交偏振態(tài)中的每個(gè)偏振態(tài)分別變換成與其正交的偏振態(tài)，并且

其中在所述相位解碼器中，所述兩條子光路及其上的光器件被構(gòu)造成，控制該第一路光脈沖的兩個(gè)正交偏振態(tài)中的一個(gè)偏振態(tài)在分束至合束的過(guò)程中經(jīng)所述兩條子光路傳輸?shù)南辔徊钆c另一個(gè)偏振態(tài)經(jīng)所述兩條子光路傳輸?shù)南辔徊钍沟脙蓚€(gè)相位差相差2π的整數(shù)倍，

其中所述相位解碼器具有位于所述第一分束器前端或位于所述兩條子光路中的任一子光路上的相位調(diào)制器，所述相位調(diào)制器被配置用于對(duì)通過(guò)其的光脈沖按照量子密鑰分發(fā)協(xié)議隨機(jī)地進(jìn)行0度相位調(diào)制或180度相位調(diào)制，

其中所述前置分束器還被配置用于將所述第二路光脈沖輸出用于進(jìn)行時(shí)間比特解碼。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于偏振正交旋轉(zhuǎn)的量子密鑰分發(fā)時(shí)間比特-相位解碼裝置，其特征在于，所述兩條子光路配置為保偏光纖光路，所述兩條子光路及其上的光器件被進(jìn)一步構(gòu)造成，控制保偏光纖的一個(gè)本征偏振態(tài)在所述兩條子光路中的一條子光路上傳輸時(shí)在該本征偏振態(tài)情形下傳輸?shù)木嚯x和在轉(zhuǎn)換為該本征偏振態(tài)的正交偏振態(tài)情形下傳輸?shù)木嚯x的第一距離差、以及該本征偏振態(tài)在所述兩條子光路中的另一條子光路上傳輸時(shí)在該本征偏振態(tài)情形下傳輸?shù)木嚯x和在轉(zhuǎn)換為該本征偏振態(tài)的正交偏振態(tài)情形下傳輸?shù)木嚯x的第二距離差，使得第一距離差和第二距離差相差保偏光纖拍長(zhǎng)的整數(shù)倍。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于偏振正交旋轉(zhuǎn)的量子密鑰分發(fā)時(shí)間比特-相位解碼裝置，其特征在于，

所述兩條子光路均包含一個(gè)偏振正交旋轉(zhuǎn)裝置，且每個(gè)偏振正交旋轉(zhuǎn)裝置位于所在子光路的中點(diǎn)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于偏振正交旋轉(zhuǎn)的量子密鑰分發(fā)時(shí)間比特-相位解碼裝置，其特征在于，所述偏振正交旋轉(zhuǎn)裝置為90度法拉第旋轉(zhuǎn)器或者半波片。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于偏振正交旋轉(zhuǎn)的量子密鑰分發(fā)時(shí)間比特-相位解碼裝置，其特征在于，所述相位解碼器還包括：

位于所述兩條子光路中的任一子光路上的保偏光纖拉伸器，所述保偏光纖拉伸器被配置用于調(diào)節(jié)其所在的光路的保偏光纖長(zhǎng)度；和/或

位于所述兩條子光路中的任一子光路上的雙折射相位調(diào)制器，所述雙折射相位調(diào)制器被配置用于對(duì)通過(guò)其的光脈沖的兩個(gè)正交偏振態(tài)施加不同的可調(diào)的相位調(diào)制。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于偏振正交旋轉(zhuǎn)的量子密鑰分發(fā)時(shí)間比特-相位解碼裝置，其特征在于，所述相位調(diào)制器為偏振無(wú)關(guān)相位調(diào)制器。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于偏振正交旋轉(zhuǎn)的量子密鑰分發(fā)時(shí)間比特-相位解碼裝置，其特征在于，

所述相位解碼器采用不等臂馬赫-曾德?tīng)柛缮鎯x的光路結(jié)構(gòu)；或者，

所述相位解碼器采用不等臂邁克爾遜干涉儀的光路結(jié)構(gòu)，其中所述第一合束器與所述第一分束器為同一器件，所述相位解碼器還包括：

兩個(gè)反射鏡，所述兩個(gè)反射鏡分別位于所述兩條子光路上，并且分別被配置用于將來(lái)自所述第一分束器的經(jīng)所述兩條子光路傳輸來(lái)的所述兩路子光脈沖反射回所述第一分束器，

其中所述第一分束器被配置用于將反射回的所述兩路子光脈沖合束后輸出。