[發(fā)明專利]量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)的發(fā)送端及其脈沖光源、編碼裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110445256.3
• 申請日: 2021-04-25
• 公開（公告）號(hào): CN113179162A
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳柳平;王其兵;王林松;范永勝;萬相奎
• 申請（專利權(quán)）人: 國開啟科量子技術(shù)（北京）有限公司
• 主分類號(hào): H04L9/08
• 分類號(hào): H04L9/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開的無需干涉儀的可用于時(shí)間相位編碼的編碼裝置，涉及量子通信領(lǐng)域，包括主激光器、從激光器、光學(xué)傳輸元件、相位調(diào)制器和強(qiáng)度調(diào)制器，其中，主激光器被配置為制備占空比大于設(shè)定閾值的第一脈沖光，從激光器被配置為根據(jù)第一脈沖光制備第二脈沖光，相位調(diào)制器被配置為對第二脈沖光進(jìn)行相位編碼，使得第二脈沖光中連續(xù)的兩個(gè)脈沖光之間的相位差保持在0或，強(qiáng)度調(diào)制器被配置為根據(jù)第二脈沖光制備誘騙態(tài)的脈沖光，提高了安全性能和穩(wěn)定性，降低了復(fù)雜度和成本。另外，本發(fā)明還公開了一種可用于時(shí)間相位編碼的脈沖光源、量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)的發(fā)送端。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及量子通信領(lǐng)域，具體涉及一種量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)的發(fā)送端以及該發(fā)送端的脈沖光源、編碼裝置。

背景技術(shù)

為了提高量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)的成碼率、成碼距離，以及實(shí)現(xiàn)抗外界環(huán)境擾動(dòng)的穩(wěn)定性，當(dāng)前主要采用基于時(shí)間相位編碼的量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)。目前的基于時(shí)間相位編碼的量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)主要包括以下兩種：

（1）采用將多路主激光器與一路從激光器結(jié)合的方式，以解決輸出波長不一致的問題；

（2）采用將一路主激光器與兩路從激光器結(jié)合的方式以解決如何基于光纖或平面光波導(dǎo)制備多個(gè)長度匹配的不等臂干涉儀的問題。

這兩種方案存在以下缺陷：

（1）雖然都采用了注入鎖定方式，但受到多路主激光器內(nèi)部硬件結(jié)構(gòu)的影響，多路主激光器輸出的脈沖光的寬度或幅度不可能完全相同，導(dǎo)致多路主激光器的輸出波長也不可能完全相同，所以說，該方案均不能有效保證多路主激光器的輸出波長的一致性，導(dǎo)致現(xiàn)有的基于時(shí)間相位編碼的量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)的安全性能不高；

（2）都需要干涉儀進(jìn)行相位編碼，容易收到外界溫度的影響導(dǎo)致干涉儀與接收機(jī)之間的干涉效果較差且在大規(guī)模量子通信網(wǎng)絡(luò)中需要對干涉儀做恒溫及抗震設(shè)計(jì)，導(dǎo)致現(xiàn)有的基于時(shí)間相位編碼的量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)復(fù)雜度高、成本高、穩(wěn)定性較差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)的發(fā)送端以及用于該發(fā)送端的光源、編碼裝置，用以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的不能有效保證多路激光器的輸出波長一致性、安全性能低、復(fù)雜度高、成本高、穩(wěn)定性差的缺陷。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供的可同時(shí)用于時(shí)間編碼和相位編碼的脈沖光源包括：

主激光器，被配置為制備占空比大于設(shè)定閾值的第一脈沖光；

從激光器，被配置為根據(jù)所述第一脈沖光，制備第二脈沖光，其中，所述第二脈沖光包括前脈沖光、后脈沖光和連續(xù)的兩個(gè)脈沖光。

作為本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，所述主激光器還被配置為將所述第一脈沖光作為種子光進(jìn)行注入鎖定。

作為本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，所述第一脈沖光為占空比為50%的周期光。

作為本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，所述前脈沖光的時(shí)間編碼均為Z0。

作為本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，所述后脈沖光的時(shí)間編碼均為Z1。

作為本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，該脈沖光源還包括光學(xué)傳輸元件，其中，所述主激光器通過所述光學(xué)傳輸元件將所述第一脈沖光注入所述從激光器。

作為本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，所述光學(xué)傳輸元件為環(huán)形器。

第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供的無需干涉儀的可用于時(shí)間相位編碼的編碼裝置包括如第一方面所述的脈沖光源。

作為本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，該編碼裝置還包括相位調(diào)制器，其中，所述相位調(diào)制器被配置為對所述第二脈沖光進(jìn)行相位編碼，使得所述第二脈沖光中連續(xù)的兩個(gè)脈沖光之間的相位差維持在0或π。

作為本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，該編碼裝置還包括強(qiáng)度調(diào)制器，其中，所述強(qiáng)度調(diào)制器被配置為根據(jù)所述第二脈沖光，制備信號(hào)態(tài)的脈沖光和誘騙態(tài)的脈沖光。