时间相位解码装置和包括其的量子密钥分发系统的制作方法

文档序号:20092525发布日期:2020-03-13 07:08阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种时间相位解码装置,其特征在于,所述时间相位解码装置包括:分束器、分别经两个臂与所述分束器光耦合的两个反射装置、相位调制器、单个单光子探测器,其中,

每个所述反射装置为偏振反相正交旋转反射装置,所述两个反射装置中之一或每个所述反射装置包括具有输入端口和两个输出端口的偏振分束器,并经所述偏振分束器的输入端口耦合至所述两个臂中的相应臂,所述偏振分束器的两个输出端口经传输光路彼此光耦合,所述传输光路上设置有90度法拉第旋转器;

所述单光子探测器耦合至所述分束器的未耦合至所述两个臂的端口中的一个端口,用于在一个脉冲周期内对连续的第一时隙、第二时隙和第三时隙的信号进行探测,其中所述一个脉冲周期包括所述第一时隙、第二时隙和第三时隙,

其中所述相位调制器设置于所述分束器前端,或者设置于所述两个臂中至少之一上,或者设置于至少一个包括偏振分束器的反射装置的传输光路上。

2.根据权利要求1所述的时间相位解码装置,其特征在于,所述时间相位解码装置还包括设置在所述单光子探测器与所述分束器的所述一个端口之间的光环形器,所述光环形器包括第一端口、第二端口和第三端口,所述光环形器经由其第二端口耦合至所述分束器的所述一个端口,所述光环形器经由其第三端口耦合至所述单光子探测器,其中所述光环形器的第一端口为所述时间相位解码装置的输入端口,从所述光环形器的第一端口输入的光脉冲由所述光环形器的第二端口输出至所述分束器,从所述分束器输出至所述光环形器的第二端口的光脉冲由所述光环形器的第三端口输出。

3.根据权利要求1所述的时间相位解码装置,其特征在于,所述相位调制器随机调制0度相位或180度相位。

4.根据权利要求1所述的时间相位解码装置,其特征在于,

所述相位调制器设置于所述分束器前端,为偏振无关相位调制器;或者

所述相位调制器设置于所述两个臂中至少之一上,为双折射相位调制器;或者

所述相位调制器设置于至少一个包括偏振分束器的反射装置的传输光路上,为双折射相位调制器或单偏振相位调制器。

5.根据权利要求1~4中任一项所述的时间相位解码装置,其特征在于,所述传输光路为偏振保持光路。

6.根据权利要求5所述的时间相位解码装置,其特征在于,所述偏振保持光路为保偏光纤光路。

7.根据权利要求1~4中任一项所述的时间相位解码装置,其特征在于,所述两个反射装置为相同构造的偏振反相正交旋转反射装置,或为不同构造的偏振反相正交旋转反射装置。

8.一种时间相位解码装置,其特征在于,所述时间相位解码装置包括:分束器、分别经两个臂与所述分束器光耦合的两个反射装置、第一单光子探测器、第二单光子探测器和光环形器,其中,

每个所述反射装置为偏振反相正交旋转反射装置,所述两个反射装置中之一或每个所述反射装置包括具有输入端口和两个输出端口的偏振分束器,并经所述偏振分束器的输入端口耦合至所述两个臂中的相应臂,所述偏振分束器的两个输出端口经传输光路彼此光耦合,所述传输光路上设置有90度法拉第旋转器;

所述光环形器包括第一端口、第二端口和第三端口,并经由其第二端口耦合至所述分束器的未耦合至所述两个臂的端口中的一个端口,所述光环形器的第一端口为所述时间相位解码装置的输入端口,由所述光环形器的第一端口输入的光脉冲由所述光环形器的第二端口输出至所述分束器,由所述分束器输出至所述光环形器的第二端口的光脉冲由所述光环形器的第三端口输出;

所述第一单光子探测器耦合至所述分束器的未耦合至所述两个臂的端口中的另一个端口,用于对从所述另一个端口输出的光脉冲进行探测;

所述第二单光子探测器耦合至所述光环形器的第三端口,用于对从所述光环形器的第三端口输出的光脉冲进行探测,

其中,所述第一单光子探测器和第二单光子探测器中的一个在一个脉冲周期内至少对连续的第一时隙和第二时隙的信号进行探测,所述第一单光子探测器和第二单光子探测器中的另一个在一个脉冲周期内至少对连续的第二时隙和第三时隙的信号进行探测,其中所述一个脉冲周期包括所述第一时隙、第二时隙和第三时隙。

9.根据权利要求8所述的时间相位解码装置,其特征在于,所述时间相位解码装置还包括:

设置于所述两个臂中至少之一上的直流相位调制器;或者

设置于至少一个包括偏振分束器的反射装置的传输光路上的直流相位调制器。

10.根据权利要求8~9中任一项所述的时间相位解码装置,其特征在于,所述传输光路为偏振保持光路。

11.根据权利要求10所述的时间相位解码装置,其特征在于,所述偏振保持光路为保偏光纤光路。

12.根据权利要求8~9中任一项所述的时间相位解码装置,其特征在于,所述两个反射装置为相同构造的偏振反相正交旋转反射装置,或为不同构造的偏振反相正交旋转反射装置。

13.一种量子密钥分发系统,其特征在于,所述量子密钥分发系统包括:

根据权利要求1~12中任一项所述的时间相位解码装置,其设置在所述量子密钥分发系统的接收端,用于解码。

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