[發明專利]用于量子密鑰分發的相位編碼裝置及量子密鑰分發系統

有效

• 申請號: 202111279253.3
• 申請日: 2021-11-01
• 公開（公告）號: CN113708932B
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發明（設計）人: 齊若琳;蔣荻;席鵬
• 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: H04L9/08
• 分類號: H04L9/08;H04B10/70;H04B10/556
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種用于量子密鑰分發的相位編碼裝置，其特征在于，包括第一激光器L1、第二激光器L2、不等臂偏振干涉儀、第一光路選擇元件OS1、第二光路選擇元件OS2以及四分之一波片QWP，所述第一激光器L1和第二激光器L2分別與不等臂偏振干涉儀的第一端口、第二端口相連，所述不等臂偏振干涉儀的第三端口與第一光路選擇元件OS1的第一端口相連，第一光路選擇元件OS1和第二光路選擇元件OS2構成等臂馬赫曾德爾干涉儀，四分之一波片QWP位于等臂馬赫曾德爾干涉儀的其中一臂上，所述第二光路選擇元件OS2的第三端口作為相位編碼裝置的輸出端口輸出編碼光脈沖，

所述第一激光器L1和第二激光器L2產生的光脈沖分別通過不等臂偏振干涉儀產生具有一定時間差、偏振態相互垂直的前后兩個光脈沖，第一激光器L1產生的前后兩個光脈沖相位差為π，第二激光器L2產生的前后兩個光脈沖相位差為0，四分之一波片QWP對豎直偏振的脈沖引入額外的π/2相位，通過第一激光器L1和第二激光器L2是否觸發，并結合第一光路選擇元件OS1、第二光路選擇元件OS2的光路選擇可以產生偏振相互垂直的前后兩個脈沖，并且可制備相位編碼所需的相位差0，π?2，π，3π?2。

2.如權利要求1所述的用于量子密鑰分發的相位編碼裝置，其特征在于，所述不等臂偏振干涉儀包括第一分束器BS1和偏振合束器PBC，所述第一分束器BS1的兩個輸入端口作為不等臂偏振干涉儀的第一端口和第二端口，兩個輸出端口分別與偏振合束器PBC的兩個輸入端口相連成為不等臂偏振干涉儀的長短臂，所述偏振合束器PBC的輸出端口作為不等臂偏振干涉儀的第三端口。

3.如權利要求1所述的用于量子密鑰分發的相位編碼裝置，其特征在于，所述不等臂偏振干涉儀包括第二分束器BS2、第一起偏器POL1、第二起偏器POL2、第一反射鏡M1、第二反射鏡M2以及第一環形器CIR1，所述第二分束器BS2的第一端口與不等臂偏振干涉儀的第一端口之間的保偏光纖進行45°熔接，所述第一環形器CIR1的第一端口與不等臂偏振干涉儀第二端口之間的保偏光纖進行45°熔接，所述第一環形器CIR1的第二端口與第二分束器BS2的第二端口相連，所述第一環形器CIR1的第三端口作為不等臂偏振干涉儀的第三端口，所述第一起偏器POL1放置在第二分束器BS2的第三端口處，偏振方向與水平方向夾角為0°，所述第二起偏器POL2放置在第二分束器BS2的第四端口處，偏振方向與水平方向夾角90°，所述第一起偏器POL1、第二起偏器POL2分別通過保偏光纖與第一反射鏡M1、第二反射鏡M2連接，長度分別為S、L。

4.如權利要求2所述的用于量子密鑰分發的相位編碼裝置，其特征在于，所述第一激光器L1和第二激光器L2由同一個種子激光器注入鎖定。

5.如權利要求4所述的用于量子密鑰分發的相位編碼裝置，其特征在于，還包括第三激光器L3、第三分束器BS3、第二環形器CIR2、第三環形器CIR3，所述第三激光器L3作為種子激光器，與第三分束器BS3的輸入端口相連，所述第三分束器BS3的兩個輸出端口分別與第二環形器CIR2、第三環形器CIR3的第一端口相連，所述第二環形器CIR2、第三環形器CIR3的第二端口分別連接第一激光器L1、第二激光器L2，所述第二環形器CIR2、第三環形器CIR3的第三端口分別與不等臂偏振干涉儀的第一端口、第二端口相連。

6.如權利要求4所述的用于量子密鑰分發的相位編碼裝置，其特征在于，還包括第四激光器L4，所述偏振合束器PBC還包含第四端口，所述第四激光器L4作為種子激光器，與偏振合束器PBC的第四端口相連。

7.如權利要求6所述的用于量子密鑰分發的相位編碼裝置，其特征在于，所述第一光路選擇元件OS1為第一光開關OSW1，所述第二光路選擇元件OS2為合束器BC。

8.如權利要求6所述的用于量子密鑰分發的相位編碼裝置，其特征在于，所述第一光路選擇元件OS1為第四分束器BS4，所述第二光路選擇元件OS2為第二光開關OSW2。

9.如權利要求3所述的用于量子密鑰分發的相位編碼裝置，其特征在于，所述不等臂偏振干涉儀還包括第四環形器CIR4和第四端口，所述第四環形器CIR4的第一端口與不等臂干涉儀第一端口之間的保偏光纖進行45°熔接，第四環形器CIR4的第二端口與第二分束器BS2的第一端口相連，所述第四環形器CIR4的第三端口作為不等臂偏振干涉儀的第四端口，連接四分之一波片QWP，并與第三光開關OSW3的第二端口相連，所述不等臂偏振干涉儀的第三端口與第三光開關OSW3的第一端口相連，省去了第一光路選擇元件OS1，所述第二分束器BS2、第一環形器CIR1、第四環形器CIR4、四分之一波片QWP以及第三光開關OSW3構成等臂馬赫曾德爾干涉儀，所述第三光開關OSW3的第三端口作為相位編碼裝置的輸出端口輸出編碼光脈沖。