量子密钥分发相位解码方法和装置及相应系统与流程

本发明涉及光传输保密通信技术领域，尤其涉及一种基于偏振正交旋转反射的量子密钥分发相位解码方法、装置及包括该装置的量子密钥分发系统。

背景技术：

量子保密通信技术是量子物理与信息科学相结合的前沿热点领域。基于量子密钥分发技术和一次一密密码原理，量子保密通信可在公开信道实现信息的安全传输。量子密钥分发基于量子力学海森堡不确定关系、量子不可克隆定理等物理原理，能够实现在用户之间安全地共享密钥，并可以检测到潜在的窃听行为，可应用于国防、政务、金融、电力等高安全信息传输需求的领域。

目前，量子密钥分发的编码方案主要采用偏振编码和相位编码。地面量子密钥分发主要基于光纤信道传输，而光纤制作存在截面非圆对称、纤芯折射率沿径向不均匀分布等非理想情况，并且光纤在实际环境中受温度、应变、弯曲等影响，会产生随机双折射效应。采用偏振编码时，受光纤随机双折射的影响，偏振编码的量子态经长距离光纤传输后到达接收端时，光脉冲偏振态会发生随机变化，造成误码率升高，导致需要增加纠偏设备，增加了系统复杂度和成本，且对于架空光缆、路桥光缆等强干扰情况难以实现稳定应用。相比偏振编码，相位编码采用前后光脉冲的相位差来编码信息，在长距离光纤信道传输过程中能够稳定保持。然而对于相位编码方案，在干涉解码时，因传输光纤和编解码干涉仪光纤双折射的影响，存在偏振诱导衰落的问题，导致解码干涉不稳定。同样，若增加纠偏设备，虽然只需要对一种偏振态进行纠偏，但也会增加系统复杂度和成本。对于量子密钥分发相位编码方案，如何稳定高效地进行干涉解码是基于现有光缆基础设施进行量子保密通信应用的热点和难题。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提出一种基于偏振正交旋转反射的量子密钥分发相位解码方法和装置，以解决相位编码量子密钥分发应用中偏振诱导衰落引起的相位解码干涉不稳定的难题。

本发明提供至少以下技术方案：

1.一种基于偏振正交旋转反射的量子密钥分发相位解码方法，其特征在于，所述方法包括：

将任意偏振态的一路输入光脉冲经分束器分束为两路光脉冲；

分别沿两条光路传输所述两路光脉冲，并将所述两路光脉冲进行相对延时后分别经两个反射装置反射回所述分束器以由所述分束器合束输出；

其中，对分束前的所述输入光脉冲或者在所述分束器分束至所述分束器合束的过程中对所述两路光脉冲中的至少一路光脉冲按照量子密钥分发协议进行相位调制，并且

其中，对于所述两路光脉冲中的每一路光脉冲：

该路光脉冲经所述两个反射装置中的相应反射装置反射时该路光脉冲的两个正交偏振态作偏振正交旋转反射，使得经由所述相应反射装置的反射后，该路光脉冲的每个正交偏振态变换成与其正交的偏振态。

2.根据方案1所述的基于偏振正交旋转反射的量子密钥分发相位解码方法，其特征在于，所述两个反射装置为圆偏振正交旋转反射装置。

3.根据方案2所述的基于偏振正交旋转反射的量子密钥分发相位解码方法，其特征在于，所述两个反射装置各包括反射镜。

4.根据方案1至3中任一所述的基于偏振正交旋转反射的量子密钥分发相位解码方法，其特征在于，所述分束器是圆保偏分束器。

5.根据方案1所述的基于偏振正交旋转反射的量子密钥分发相位解码方法，其特征在于，所述两个反射装置为线偏振正交旋转反射装置。

6.根据方案5所述的基于偏振正交旋转反射的量子密钥分发相位解码方法，其特征在于，所述两个反射装置各包括反射镜和四分之一波片，所述反射镜在所述四分之一波片后端与所述四分之一波片一体地形成，其中所述两路光脉冲各自的两个正交偏振态之一的极化方向与所述四分之一波片的快轴或慢轴的夹角为45度。

7.根据方案1或5或6所述的基于偏振正交旋转反射的量子密钥分发相位解码方法，其特征在于，所述分束器是线保偏分束器。

8.根据方案1所述的基于偏振正交旋转反射的量子密钥分发相位解码方法，其特征在于，所述两个反射装置为椭圆偏振正交旋转反射装置。

9.根据方案1或8所述的基于偏振正交旋转反射的量子密钥分发相位解码方法，其特征在于，所述分束器是椭圆保偏分束器。

10.根据方案1至9中任一所述的基于偏振正交旋转反射的量子密钥分发相位解码方法，其特征在于，对于所述两路光脉冲中的每一路光脉冲：

保持该路光脉冲的两个正交偏振态在所述分束器分束至所述相应反射装置反射期间保持不变，且在所述相应反射装置反射至所述分束器合束期间保持不变。

11.根据方案1所述的基于偏振正交旋转反射的量子密钥分发相位解码方法，其特征在于，所述两个反射装置各包括90度旋转法拉第反射镜，所述分束器是保偏分束器或非保偏分束器。

12.一种基于偏振正交旋转反射的量子密钥分发相位解码装置，其特征在于，所述相位解码装置包括：分束器、两个反射装置以及与所述分束器光耦合并分别与所述两个反射装置光耦合的两条光路，其中所述分束器前端或者所述两条光路中的至少一条光路上具有一个相位调制器，

所述分束器用于将任意偏振态的一路输入光脉冲分束为两路光脉冲；

所述两条光路用于分别传输所述两路光脉冲，并用于实现所述两路光脉冲的相对延时；

所述两个反射装置用于分别将来自所述分束器的经所述两条光路传输来的所述两路光脉冲反射回所述分束器以由所述分束器合束输出；

所述相位调制器用于对经其所在的光路传输的分束前的所述输入光脉冲或者所述两路光脉冲中至少之一按照量子密钥分发协议进行相位调制，

其中，所述两个反射装置被构造成使得，对于所述两路光脉冲中的每一路光脉冲：

该路光脉冲经所述两个反射装置中的相应反射装置反射时该路光脉冲的两个正交偏振态作偏振正交旋转反射，使得经由所述相应反射装置的反射后，该路光脉冲的每个正交偏振态变换成与其正交的偏振态。

13.根据方案12所述的基于偏振正交旋转反射的量子密钥分发相位解码装置，其特征在于，所述两个反射装置为圆偏振正交旋转反射装置。

14.根据方案13所述的基于偏振正交旋转反射的量子密钥分发相位解码装置，其特征在于，所述两个反射装置各包括反射镜。

15.根据方案12至14中任一所述的基于偏振正交旋转反射的量子密钥分发相位解码装置，其特征在于，所述分束器是圆保偏分束器。

16.根据方案12所述的基于偏振正交旋转反射的量子密钥分发相位解码装置，其特征在于，所述两个反射装置为线偏振正交旋转反射装置。

17.根据方案16所述的基于偏振正交旋转反射的量子密钥分发相位解码装置，其特征在于，所述两个反射装置各包括反射镜和四分之一波片，所述反射镜在所述四分之一波片后端与所述四分之一波片一体地形成，其中所述四分之一波片被构造成使得，所述两路光脉冲各自的两个正交偏振态之一的极化方向与所述四分之一波片的快轴或慢轴的夹角为45度。

18.根据方案12或16或17所述的基于偏振正交旋转反射的量子密钥分发相位解码装置，其特征在于，所述分束器是线保偏分束器。

19.根据方案12所述的基于偏振正交旋转反射的量子密钥分发相位解码装置，其特征在于，所述两个反射装置为椭圆偏振正交旋转反射装置。

20.根据方案12或19所述的基于偏振正交旋转反射的量子密钥分发相位解码装置，其特征在于，所述分束器是椭圆保偏分束器。

21.根据方案12至20中任一所述的基于偏振正交旋转反射的量子密钥分发相位解码装置，其特征在于，所述两条光路为偏振保持光路，所述两条光路上的光器件为偏振保持光器件和/或非双折射光器件。

22.根据方案12所述的基于偏振正交旋转反射的量子密钥分发相位解码装置，其特征在于，所述两个反射装置各包括90度旋转法拉第反射镜，所述分束器是保偏分束器或非保偏分束器。

23.一种量子密钥分发系统，包括：

根据方案12～22中任一所述的基于偏振正交旋转反射的量子密钥分发相位解码装置，其设置在所述量子密钥分发系统的接收端，用于相位解码；和/或

根据方案12～22中任一所述的基于偏振正交旋转反射的量子密钥分发相位解码装置，其设置在所述量子密钥分发系统的发射端，用于相位编码。

本发明通过创造性的配置，利用偏振正交旋转反射控制输入光脉冲的两个正交偏振态各自在解码干涉仪两臂传输的相位差相等，使得任意偏振态的输入光脉冲的两个正交偏振态均能稳定干涉输出，由此实现了意想不到的有益效果。利用本发明的方案，对于任意偏振态的输入光脉冲可以实现在解码干涉仪处的稳定干涉输出，解决了相位编码量子密钥分发应用中偏振诱导衰落造成系统无法稳定工作的问题。本发明提供了一种易于实现和应用的抗偏振诱导衰落的相位编码量子密钥分发解码方案。

附图说明

图1为本发明一优选实施例的基于偏振正交旋转反射的量子密钥分发相位解码方法的流程图；

图2为本发明一优选实施例的基于偏振正交旋转反射的量子密钥分发相位解码装置的组成结构示意图；

图3为本发明另一优选实施例的基于偏振正交旋转反射的量子密钥分发相位解码装置的组成结构示意图；

图4为本发明另一优选实施例的基于偏振正交旋转反射的量子密钥分发相位解码装置的组成结构示意图；

图5为本发明另一优选实施例的基于偏振正交旋转反射的量子密钥分发相位解码装置的组成结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理。为了清楚和简化目的，当其可能使本发明的主题模糊不清时，对本文所描述的器件的已知功能和结构的详细具体说明将省略。

本发明一优选实施例的一种基于偏振正交旋转反射的量子密钥分发相位解码方法如图1所示，包括以下步骤：

步骤s101：将任意偏振态的一路输入光脉冲经分束器分束为两路光脉冲。

入射的输入光脉冲是任意偏振态的，可以是线偏振的、圆偏振的或者椭圆偏振的完全偏振光，也可以是部分偏振光或者非偏振光。

入射的输入光脉冲可以看成由两个正交偏振态组成。自然地，分束得到的两路光脉冲也可以同样看成由与入射的输入光脉冲相同的两个正交偏振态组成。

分束器可以为50:50光纤耦合器，其将入射的一路输入光脉冲按50:50分束为两路光脉冲。

步骤s102：分别沿两条光路传输分束得到的两路光脉冲，并将这两路光脉冲进行相对延时后分别经两个反射装置反射回所述分束器以由所述分束器合束输出。

在该方法中，两路光脉冲分别经两个反射装置反射奇数次或者分别经两个反射装置反射偶数次(含零次，即直接透射)后由所述分束器合束输出。

在该方法中，可以对分束前的所述输入光脉冲或者在分束器分束至分束器合束的过程中对所述两路光脉冲中的至少一路光脉冲按照量子密钥分发协议进行相位调制。

这里，相对延时和相位调制按照量子密钥分发协议的要求和规定进行，本文不作详细说明。

根据本发明的方法，对于分束得到的两路光脉冲中的每一路光脉冲：该路光脉冲经所述两个反射装置中的相应反射装置反射时该路光脉冲的两个正交偏振态作偏振正交旋转反射，使得经由所述相应反射装置的反射后，该路光脉冲的每个正交偏振态变换成与其正交的偏振态。

举例而言，假设这两个正交偏振态分别为x偏振态和y偏振态，沿光路传输到一个反射装置的x偏振态在反射装置处经偏振正交旋转反射后变换成与其正交的偏振态即y偏振态，沿光路传输到该反射装置的y偏振态在反射装置处经偏振正交旋转反射后变换成与其正交的偏振态即x偏振态。

如此，利用反射装置处的偏振正交旋转反射，输入光脉冲的x偏振态在分束器分束至分束器合束的过程中经所述两条光路传输的相位差恰好等于该光脉冲的y偏振态在分束器分束至分束器合束的过程中经所述两条光路传输的相位差。

根据一种可能的配置，上述两个反射装置为圆偏振正交旋转反射装置。例如，上述两个反射装置各包括反射镜。在这种情况下，上述分束器可以是圆保偏分束器。这里，圆偏振正交旋转反射装置是指能够对入射的圆偏振态光作偏振正交旋转反射、即在反射入射的圆偏振态光时将该圆偏振态光的偏振态变换成与其正交的偏振态的反射装置，即：入射的左旋圆偏振光经所述圆偏振正交旋转反射装置反射后变换成与其正交的右旋圆偏振光，入射的右旋圆偏振光经所述圆偏振正交旋转反射装置反射后变换成与其正交的左旋圆偏振光。

根据另一种可能的配置，上述两个反射装置为线偏振正交旋转反射装置。例如，上述两个反射装置各包括反射镜和四分之一波片，所述反射镜在所述四分之一波片后端与所述四分之一波片一体地形成，其中所述两路光脉冲各自的两个正交偏振态之一的极化方向与所述四分之一波片的快轴或慢轴的夹角为45度。在这种情况下，上述分束器可以是线保偏分束器。这种包括反射镜和四分之一波片的反射装置可以简称为“四分之一波片反射镜”，可以通过在四分之一波片晶体表面镀反射镜实现，亦可通过在快慢轴传输相位相差90度的保偏光纤端面镀反射镜实现。这里，线偏振正交旋转反射装置是指能够对入射的线偏振态光作偏振正交旋转反射、即在反射入射的线偏振态光时将该线偏振态光的偏振态变换成与其正交的偏振态的反射装置，即：入射的x线偏振光经所述线偏振正交旋转反射装置反射后变换成与其正交的y线偏振光，入射的y线偏振光经所述线偏振正交旋转反射装置反射后变换成与其正交的x线偏振光。

根据又一种可能的配置，上述两个反射装置为椭圆偏振正交旋转反射装置，上述分束器可以是椭圆保偏分束器。在这种情况下，可以根据具体的椭圆保偏分束器，选择适合的反射装置。这里，椭圆偏振正交旋转反射装置是指能够对入射的椭圆偏振态光作偏振正交旋转反射、即在反射入射的椭圆偏振态光时将该椭圆偏振态光的偏振态变换成与其正交的偏振态的反射装置，即：入射的左旋椭圆偏振光经所述椭圆偏振正交旋转反射装置反射后变换成与其正交的右旋椭圆偏振光，入射的右旋椭圆偏振光经所述椭圆偏振正交旋转反射装置反射后变换成与其正交的左旋椭圆偏振光。

对于以上几种配置，有利地，对于分束得到的两路光脉冲中的每一路光脉冲：保持该路光脉冲的两个正交偏振态在所述分束器分束至所述相应反射装置反射期间保持不变，且在所述相应反射装置反射至所述分束器合束期间保持不变。这可以例如通过将所述两条光路配置为偏振保持光路且将所述两条光路上的光器件配置为偏振保持光器件和/或非双折射光器件来实现。

根据还一种可能的配置，上述两个反射装置各包括90度旋转法拉第反射镜。在这种情况下，上述分束器可以是保偏分束器或非保偏分束器。

本发明一优选实施例的一种基于偏振正交旋转反射的量子密钥分发相位解码装置如图2所示，包括以下组成部分：分束器201、相位调制器202、两个反射装置203和204。

分束器201分别经由两条光路光耦合至两个反射装置203和204。相位调制器202配置于所述两条光路之一上。反射装置203和204各为一个偏振正交旋转反射装置。

这里，偏振正交旋转反射装置是指一种能够对所反射的光脉冲的两个正交偏振态作偏振正交旋转反射、即在反射入射的光脉冲时将该光脉冲的每个正交偏振态变换成与其正交的偏振态的反射装置。

分束器201用于将入射的一路输入光脉冲分束为两路光脉冲以分别沿两条光路传输。

两条光路用于分别传输所述两路光脉冲，并用于实现所述两路光脉冲的相对延时。

相位调制器202用于对其所在的光路传输的光脉冲(即，两路光脉冲之一)按照量子密钥分发协议进行相位调制。相位调制器202可随机调制0度相位或90度相位。

相位调制器202可以为偏振无关相位调制器或者偏振相关相位调制器。

偏振无关相位调制器适于对光脉冲的两个正交偏振态进行相同的相位调制，所以被称为偏振无关的。举例而言，偏振无关相位调制器可以由两个双折射相位调制器串联或并联实现。根据情况，可以通过多种具体手段来实现相位调制。例如，这些手段可包括：调制自由空间光路的长度，或者调制光纤的长度，或者利用串联或并联光波导相位调制器等。例如，可通过用电机改变自由空间光路的长度来实现期望的相位调制。再如，可通过利用压电效应的光纤拉伸器来调制光纤的长度，由此实现相位调制。另外，相位调制器可以是适于电压控制的其他类型，通过施加合适的电压至偏振无关相位调制器来对光脉冲的两个正交偏振态进行相同的相位调制，可实现期望的相位调制。

偏振相关相位调制器例如双折射相位调制器，适于对通过其的两个正交偏振态施加不同的可调的相位调制。例如，双折射相位调制器可以为铌酸锂相位调制器，通过控制施加至铌酸锂晶体的电压，可以对通过该铌酸锂相位调制器的两个正交偏振态各自所经受的相位调制进行控制和调整。

尽管图2中，仅一个相位调制器202被示出为设置于两条光路之一上，但在两条光路上各配置一个相位调制器也是可能的。在如此设置有两个相位调制器的情况下，两个相位调制器所调制的相位之差由量子密钥分发协议确定。另外，代替在两条光路之一或两者上设置相位调制器，可以在分束器201之前设置相位调制器，用于对分束前的所述输入光脉冲按照量子密钥分发协议进行相位调制。

反射装置203和204分别用于将来自分束器201的经所述两条光路传输来的所述两路光脉冲反射回分束器201以由分束器201合束输出。

由于两个反射装置203和204均为偏振正交旋转反射装置，对于所述两路光脉冲中的每一路光脉冲：该路光脉冲经所述两个反射装置中的相应反射装置反射时该路光脉冲的两个正交偏振态作偏振正交旋转反射，使得经由所述相应反射装置的反射后，该路光脉冲的每个正交偏振态变换成与其正交的偏振态。

根据一种可能的配置，反射装置203和204为圆偏振正交旋转反射装置。例如，反射装置203和204各包括反射镜。在这种情况下，分束器201可以是圆保偏分束器。

根据另一种可能的配置，反射装置203和204为线偏振正交旋转反射装置。例如，反射装置203和204各包括反射镜和四分之一波片，所述反射镜在所述四分之一波片后端与所述四分之一波片一体地形成，其中所述四分之一波片被构造成使得，所述两路光脉冲各自的两个正交偏振态之一的极化方向与所述四分之一波片的快轴或慢轴的夹角为45度。在这种情况下，分束器201可以是线保偏分束器。

根据又一种可能的配置，反射装置203和204为椭圆偏振正交旋转反射装置，分束器201可以是椭圆保偏分束器。在这种情况下，可以根据具体的椭圆保偏分束器，选择适合的反射装置。

对于以上几种配置，有利地，可以将所述两条光路配置为偏振保持光路，且将所述两条光路上的光器件配置为偏振保持光器件和/或非双折射光器件。如此，对于分束得到的两路光脉冲中的每一路光脉冲：可以保持该路光脉冲的两个正交偏振态在分束器分束至相应反射装置反射期间保持不变，且在所述相应反射装置反射至所述分束器合束期间保持不变。

根据还一种可能的配置，反射装置203和204各包括90度旋转法拉第反射镜。在这种情况下，分束器201可以是保偏分束器或非保偏分束器。

图2的相位解码装置构成不等臂迈克尔逊干涉仪，可以为保偏不等臂迈克尔逊干涉仪或非保偏不等臂迈克尔逊干涉仪，取决于具体配置。

尽管未示出，图2的相位解码装置还可以包括光环形器。该光环形器可以位于分束器201前端。入射的任意偏振态的一路输入光脉冲可从光环形器的第一端口输入并从光环形器的第二端口输出至分束器201，来自分束器201的合束输出被输入至光环形器的第二端口并从光环形器的第三端口输出。在此情况下，图2的不等臂迈克尔逊干涉仪的输入端口和输出端口之一为同一端口。

本发明另一优选实施例的一种基于偏振正交旋转反射的量子密钥分发相位解码装置如图3所示，包括以下组成部分：保偏分束器303、相位调制器304，以及反射镜305和306。

保偏分束器303为圆保偏光纤分束器。

保偏分束器303一侧的两个端口301和302之一作为相位解码装置的输入端口。保偏分束器303与反射镜305和306构成保偏不等臂迈克尔逊干涉仪，其间的两条光路为保偏光纤光路。相位调制器304插入保偏不等臂迈克尔逊干涉仪的两臂中的任一臂。保偏分束器303的端口301或302作为装置的输出端口。

工作时，光脉冲经保偏分束器303的端口301或302进入保偏分束器303并由保偏分束器303分成两路光脉冲。来自保偏分束器303的一路光脉冲经相位调制器304进行相位调制后由反射镜305反射回来，另一路光脉冲直接经保偏光纤传输至反射镜306并由反射镜306反射回来。经相对延时的反射回来的两路光脉冲经保偏分束器303合束后由端口301或302输出。

在保偏分束器303的输入端口和输出端口之一为同一端口的情况下，装置还可以包括光环形器。该光环形器可以位于保偏分束器303前端。入射的任意偏振态的一路输入光脉冲可从光环形器的第一端口输入并从光环形器的第二端口输出至保偏分束器303，来自保偏分束器303的合束输出被输入至光环形器的第二端口并从光环形器的第三端口输出。

本发明另一优选实施例的一种基于偏振正交旋转反射的量子密钥分发相位解码装置如图4所示，包括以下组成部分：保偏分束器403、相位调制器404，以及四分之一波片反射镜405和406。

保偏分束器403为线保偏光纤分束器。

四分之一波片反射镜405和406可以为四分之一波片晶体表面镀反射镜实现，亦可由快慢轴传输相位相差90度的保偏光纤端面镀反射镜实现。与四分之一波片反射镜405、406相连的保偏光纤的快轴或慢轴与相应的四分之一波片的快轴或者慢轴的夹角为45度。

保偏分束器403一侧的两个端口401和402之一作为相位解码装置的输入端口。保偏分束器403与四分之一波片反射镜405和406构成保偏不等臂迈克尔逊干涉仪，其间的两条光路为保偏光纤光路。相位调制器404插入保偏不等臂迈克尔逊干涉仪的两臂中的任一臂。保偏分束器403的端口401或402作为装置的输出端口。

工作时，光脉冲经保偏分束器403的端口401或402进入保偏分束器403并由保偏分束器403分成两路光脉冲。来自保偏分束器403的一路光脉冲经相位调制器404进行相位调制后由四分之一波片反射镜405反射回来，另一路光脉冲直接经保偏光纤传输至四分之一波片反射镜406并由四分之一波片反射镜406反射回来。经相对延时的反射回来的两路光脉冲经保偏分束器403合束后由端口401或402输出。

在保偏分束器403的输入端口和输出端口之一为同一端口的情况下，装置还可以包括光环形器。该光环形器可以位于保偏分束器403前端。入射的任意偏振态的一路输入光脉冲可从光环形器的第一端口输入并从光环形器的第二端口输出至保偏分束器403，来自保偏分束器403的合束输出被输入至光环形器的第二端口并从光环形器的第三端口输出。

本发明另一优选实施例的一种基于偏振正交旋转反射的量子密钥分发相位解码装置如图5所示，包括以下组成部分：保偏分束器503、相位调制器504，以及90度旋转法拉第反射镜505和506。

保偏分束器503一侧的两个端口501和502之一作为相位解码装置的输入端口。保偏分束器503与90度旋转法拉第反射镜505和506构成保偏不等臂迈克尔逊干涉仪，其间的两条光路为保偏光纤光路。相位调制器504插入保偏不等臂迈克尔逊干涉仪的两臂中的任一臂。保偏分束器503的端口501或502作为装置的输出端口。

工作时，光脉冲经保偏分束器503的端口501或502进入保偏分束器503并由保偏分束器503分成两路光脉冲。来自保偏分束器503的一路光脉冲经相位调制器504进行相位调制后由90度旋转法拉第反射镜505反射回来，另一路光脉冲直接经保偏光纤传输至90度旋转法拉第反射镜506并由90度旋转法拉第反射镜506反射回来。经相对延时的反射回来的两路光脉冲经保偏分束器503合束后由端口501或502输出。

在保偏分束器503的输入端口和输出端口之一为同一端口的情况下，装置还可以包括光环形器。该光环形器可以位于保偏分束器503前端。入射的任意偏振态的一路输入光脉冲可从光环形器的第一端口输入并从光环形器的第二端口输出至保偏分束器503，来自保偏分束器503的合束输出被输入至光环形器的第二端口并从光环形器的第三端口输出。

尽管上面结合使用保偏分束器503和两条保偏光纤光路的情况进行了描述，但对于图5的相位解码装置，可以用非保偏耦合器代替保偏分束器503，和/或用两条非保偏光纤光路代替两条保偏光纤光路。

本文中，术语“分束器”和“合束器”可互换使用，分束器亦可称为和用作合束器，反之亦然。本文中，“保偏光纤光路”是指采用保偏光纤传输光脉冲的光路或保偏光纤连接形成的光路。

可以在量子密钥分发系统的接收端配置本发明的基于偏振正交旋转反射的量子密钥分发相位解码装置，用于相位解码。另外，也可以在量子密钥分发系统的发射端配置本发明的基于偏振正交旋转反射的量子密钥分发相位解码装置，用于相位编码。

通过具体实施方式的说明，应当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效有更加深入且具体的了解，然而所附图示仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。