[實用新型]一種基于低串擾少模-多芯光纖的量子與經典融合系統

有效

• 申請號: 202023338981.0
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN214626981U
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發明（設計）人: 陳璁;胡敏;郭邦紅
• 申請（專利權）人: 華南師范大學
• 主分類號: H04B10/25
• 分類號: H04B10/25;H04B10/29;H04L9/08
• 代理公司: 廣州圣理華知識產權代理有限公司 44302
• 代理人: 頓海舟;李唐明

1.一種基于低串擾少模-多芯光纖的量子與經典融合系統，其特征在于：包括依次連接的發送端、扇入器件、少模-多芯光纖、扇出器件以及接收端；

所述發送端包括經典信號發送端、量子信號發送器、同步信號發送端；所述經典信號發送端的輸出端與所述扇入器件的輸入端連接用于生成經典信號并輸出到扇入器件；

所述同步信號發送端的輸出端與所述扇入器件的輸入端連接，用于將同步信號輸出到所述扇入器件；

所述量子信號發送器與所述扇入器件連接，用于將量子信號發送到所述扇入器件；

所述扇入器件用于將多路信號耦合進少模-多芯光纖中；

所述扇出器件用于將信號從少模-多芯光纖解復用到接收端的單模光纖中；

所述接收端包括經典信號接收端、量子信號接收器和同步信號接收器；所述經典信號接收端包括多個經典信號接收子模塊，每個所述經典信號接收子模塊的輸入端與所述扇出器件的輸出端連接，用于接收并檢測經典信號；

所述同步信號接收器的輸入端與所述扇出器件的輸出端連接，所述量子信號接收器的輸入端與所述扇出器件的輸出端連接；

每個所述經典信號發送端生成3路處于基模的經典信號，同時將3路處于基模的經典信號轉化為三路不同的高階模式的經典信號并復用在同一根少模光纖上，然后輸出到所述扇入器件；所述同步信號發送端和量子信號發送器分別將處于同步信號和量子信號傳輸到所述扇入器件中；所述扇入器件將多路不同高階模式的經典信號以及處于基模的量子信號和同步信號耦合進所述少模-多芯光纖中并傳輸至所述扇出器件，在扇出器件處解復用為多路模分復用的經典信號、1路同步信號與1路量子信號，多路處于3個不同的高階模式的經典信號被轉化為基模的經典信號并解復用至經典信號接收子模塊，經典信號接收子模塊對解復用后的多路處于基模的經典信號進行接收并檢測；同步信號接收器對同步信號進行接收；量子信號接收器對量子信號進行接收和檢測，并根據檢測結果與發送端進行密鑰協商和隱私放大。

2.根據權利要求1所述的一種基于低串擾少模-多芯光纖的量子與經典融合系統，其特征在于：所述同步信號發送端包括同步信號發送器、第一波分復用器和第一泵浦光源；所述同步信號發送器的輸出端和第一泵浦光源的輸出端與所述第一波分復用器的輸入端連接；所述第一波分復用器的輸出端與所述扇入器件的輸入端連接；所述同步信號發送器將生成的處于基模的同步信號輸出至第一波分復用器，所述第一泵浦光源將泵浦光輸出到所述第一波分復用器中與處于基模的同步信號進行耦合，并輸出到扇入器件中。

3.根據權利要求2所述的一種基于低串擾少模-多芯光纖的量子與經典融合系統，其特征在于：所述經典信號發送端包括多個與經典信號接收子模塊一一對應的經典信號發送子模塊、多個模式復用器、多個第二波分復用器和多個第二泵浦光源；每個經典信號發送子模塊對應一個模式復用器、一個第二波分復用器和一個第二泵浦光源；每個所述經典信號發送子模塊包括3個經典信號發送器；3個所述經典信號發送器的輸出端與所述模式復用器的輸入端連接，所述模式復用器的輸出端和第二泵浦光源的輸出端與所述第一波分復用器的輸入端連接，所述第二波分復用器的輸出端與所述扇入器件的輸入端連接；所述第二泵浦光源將泵浦光輸出到所述第二波分復用器中，同時3個所述經典信號發送器發出三路處于基模的信號，經過模式復用器后耦合進同一少模光纖中并傳輸至所述第一波分復用器中與泵浦光耦合，再與處于基模的量子信號與同步信號通過扇入器件耦合經少模-多芯光纖中。

4.根據權利要求3所述的一種基于低串擾少模-多芯光纖的量子與經典融合系統，其特征在于：每個所述經典信號接收子模塊包括三個經典信號接收器和一個模式解復用器；所述模式解復用器的輸入端與所述扇出器件的輸出端連接；所述經典信號接收子模塊的3個所述經典信號發送器的輸入端與所述模式解復用器的輸出端連接。

5.根據權利要求4所述的一種基于低串擾少模-多芯光纖的量子與經典融合系統，其特征在于：所述的模式復用器/模式解復用器為基于波瓣型方向控制器型模式復用器/模式解復用器，可將輸入的多路基模/高階模信號轉化為不同的高階模/基模。