一种量子密钥分配系统及其反馈校正系统的制作方法

文档序号:25991438发布日期:2021-07-23 21:03阅读:51来源:国知局
一种量子密钥分配系统及其反馈校正系统的制作方法

本发明涉及量子通信技术领域,更具体地说,涉及一种量子密钥分配系统及其反馈校正系统。



背景技术:

与诱骗态量子密钥分配协议相结合后,基于时间相位编码的测量设备无关量子密钥分配系统(mdiqkd),在具备时间相位编码方案优点的同时,可以关闭发送端与测量端的漏洞,具备更高的安全性。

通常采用不等臂干涉仪来产生固定时间差的两个脉冲,并分别对两个脉冲进行强度与相位调制,来实现量子密钥的时间相位编码。其中,通过在接收端(charlie端)测量两个发送端(alice端和bob端)独立激光器在一个周期内前后两个脉冲的干涉测量结果得到相应的符合计数,也就是说,通过在charlie端进行贝尔态测量,可以获得用于基矢比对的测量结果。

由于alice与bob端前后两个相对应脉冲干涉的对比度直接影响最终的误码率,因此,为了得到较高的干涉对比度,需要在量子密钥分配系统上增加波长反馈及相位反馈环路,以保证alice端和bob端独立激光器的波长以及采用的相位参考系一致。现有技术是采用光谱仪或波长计在charlie端测量alice端与bob端输入的波长得到两者的波长差,在charlie端使用一个与两发送端相同的不等臂干涉仪并需要额外相位校正光来修正两发送端光脉冲间的相位差。但是,在接收端配置光谱仪、波长计、相位校正干涉仪、激光器等设备,会导致应用成本较高,不利于量子密钥分配系统的实用化以及便捷组网需求。



技术实现要素:

有鉴于此,本发明提供了一种量子密钥分配系统及其反馈校正系统,以解决现有的波长反馈环路中波长反馈设备成本较高的问题,同时可以通过相位反馈保证独立干涉仪间的相位一致性、稳定性。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

一种反馈校正系统,包括第一分束器、分子吸收池、第一探测器和第一控制模块;

所述第一分束器用于将第一激光器出射的信号光分成光路不同的第一信号光和第二信号光,并将所述第一信号光传输至所述分子吸收池;

所述分子吸收池用于对所述第一信号光进行吸收;

所述第一探测器用于探测经过所述分子吸收池吸收后的所述第一信号光的实际透射光功率;

所述第一控制模块用于将所述第一信号光的实际透射光功率与参考点的实际透射光功率进行比较得到所述第一信号光的实际透射光功率比值,将所述第一信号光的实际透射光功率比值与第一信号光的标准透射光功率比值进行比较,获得所述第一功率漂移量,根据所述第一功率漂移量以及预先获得的透射光功率比值与激光器波长校正参数的对应关系获得第一校正量,并根据所述第一校正量对所述第一激光器进行波长校正。

可选地,还包括第二激光器、第二分束器、第一环形器、第二环形器、第二探测器和第二控制模块,所述第二激光器为连续光激光器;

所述第二分束器用于将所述第二激光器出射的参考光分成光路不同的第一参考光和第二参考光,并将所述第一参考光传输至所述第一环形器;

所述第一环形器用于将所述第一参考光传输至所述分子吸收池,以使所述分子吸收池对所述第一参考光进行吸收;所述第一环形器还用于将所述分子吸收池出射的所述经过吸收后的第一信号光传输至所述第一探测器;

所述第二环形器还用于将所述分子吸收池出射的经过吸收后的第一参考光传输至所述第二探测器,以及,将所述第一分束器出射的第一信号光传输至所述分子吸收池;

所述第二探测器用于探测经过所述分子吸收池吸收后的所述第一参考光的实际透射光功率;

所述第二控制模块用于将所述第一参考光的实际透射光功率与参考点的实际透射光功率进行比较得到所述第一参考光的实际透射光功率比值,将所述第一参考光的实际透射光功率比值与所述第一参考光的标准透射光功率比值进行比较,获得所述第二功率漂移量,根据所述第二功率漂移量以及预先获得的透射光功率比值与激光器波长校正参数的对应关系获得第二校正量,并根据所述第二校正量对所述第二激光器进行波长校正。

可选地,还包括干涉仪和第三探测器;

所述第二分束器还用于将所述第二参考光传输至所述干涉仪;

所述干涉仪用于根据所述第二参考光产生具有相位差的两束连续光,并获得发生干涉后的所述两束连续光的第一干涉光;

所述第三探测器用于探测所述第一干涉光的实际光功率;

所述第二控制模块还用于将所述第一干涉光的实际光功率与第二标准光功率进行比较,获得所述第三功率漂移量,根据所述第三功率漂移量以及预先获得的光功率与干涉仪移相器驱动电压的对应关系获得第一电压校正量,并将所述第一电压校正量传输至所述干涉仪移相器,以使所述干涉仪根据所述第一电压校正量对所述相位差进行校正。

可选地,所述第一分束器还用于将所述第二信号光传输至所述干涉仪;

所述干涉仪还用于根据所述第二信号光产生具有固定时间差的两个脉冲,以对所述两个脉冲进行时间相位编码。

可选地,还包括干涉仪、第三环形器、第三探测器和第四探测器;

所述干涉仪用于根据所述第二参考光产生具有相位差的两束连续光,并获得发生干涉后的所述两束连续光的第一干涉光和第二干涉光;

所述第三探测器用于探测所述第一干涉光的实际光功率;

所述第三环形器用于将所述第二干涉光传输至所述第四探测器;

所述第四探测器用于探测所述第二干涉光的实际光功率;

所述第二控制模块用于将所述第三探测器输出的实际光功率与所述第四探测器输出的实际光功率进行比较获得第一实际光功率比值,将所述第一实际光功率比值与第一光功率比值进行比较获得第一功率比漂移量,根据所述第一功率比漂移量以及预先获得的光功率比值与干涉仪驱动电压的对应关系获得第二电压校正量,并将所述第二电压校正量传输至所述干涉仪,以使所述干涉仪根据所述第二电压校正量对所述相位差进行校正。

可选地,所述第一分束器还用于将所述第二信号光传输至所述第三环形器;

所述第三环形器还用于将所述第二信号光传输至所述干涉仪;

所述干涉仪还用于根据所述第二信号光产生具有固定时间差的两个脉冲,以对所述两个脉冲进行时间相位编码。

可选地,还包括第四环形器和第三激光器;

所述第四环形器位于所述第一分束器和所述干涉仪之间的光路上,用于将所述第一分束器出射的第二信号光传输至所述第三激光器中,以对所述第三激光器的出射的光线进行注入锁定;

所述第四环形器还用于将所述第三激光器出射的光线传输至所述干涉仪,以使所述干涉仪根据所述第三激光器出射的光线产生具有固定时间差的两个脉冲,以对所述两个脉冲进行时间相位编码。

可选地,还包括第三分束器和第五探测器;

所述第三分束器位于所述第一激光器和所述第一分束器之间的光路上,用于将所述第一激光器出射的信号光中的部分光线传输至所述第五探测器,将所述第一激光器出射的信号光中的其他部分光线传输至所述第一分束器,以使所述第一分束器将所述其他部分光线分成所述第一信号光和所述第二信号光;

所述第五探测器用于探测所述信号光中的部分光线的实际光功率;

所述第一控制模块还用于将所述第一探测器输出的实际透射光功率与所述第五探测器输出的实际光功率进行比较获得第二实际光功率比值,将所述第二实际光功率比值与第二光功率比值进行比较获得第二功率比漂移量,根据所述第二功率比漂移量以及预先获得的光功率比值与激光器波长校正参数的对应关系获得第三校正量,并根据所述第三校正量对所述第一激光器进行波长校正。

可选地,还包括第四分束器和第六探测器;

所述第四分束器位于所述第二激光器和所述第二分束器之间的光路上,用于将所述第二激光器出射的参考光中的部分光线传输至所述第六探测器,将所述第二激光器出射的参考光中的其他部分光线传输至所述第二分束器,以使所述第二分束器将所述其他部分光线分成所述第一参考光和所述第二参考光;

所述第六探测器用于探测所述信号光中的部分光线的实际光功率;

所述第二控制模块还用于将所述第二探测器输出的实际透射光功率与所述第六探测器输出的实际光功率进行比较获得第三实际光功率比值,将所述第三实际光功率比值与第三光功率比值进行比较获得第三功率比漂移量,根据所述第三功率比漂移量以及预先获得的光功率比值与激光器波长校正参数的对应关系获得第四校正量,并根据所述第四校正量对所述第二激光器进行波长校正。

一种量子密钥分配系统,包括:

至少两个发送端和一个接收端;

所述发送端包括第一激光器和反馈校正系统;

所述反馈校正系统为如上任一项所述的反馈校正系统。

可选地,所述接收端还用于根据两个所述发送端发送的第二信号光的干涉结果,调整两个发送端的分子吸收池的分子吸收谱线频率的静态差。

与现有技术相比,本发明所提供的技术方案具有以下优点:

本发明所提供的量子密钥分配系统及其反馈校正系统,通过第一分束器将第一激光器出射的信号光分成光路不同的第一信号光和第二信号光,通过分子吸收池、第一探测器和第一控制模块根据第一信号光的第一功率漂移量以及透射光功率比值与激光器波长校正参数的对应关系等对第一激光器进行波长校正,同时可以采用第二信号光进行量子密钥的编码和分配,从而解决了现有的波长反馈环路中波长反馈设备成本较高的问题,同时可以通过相位反馈保证独立干涉仪间的相位一致性、稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种反馈校正系统的结构示意图;

图2为本发明实施例提供的第一参考曲线的示意图;

图3为本发明实施例提供的另一种反馈校正系统的结构示意图;

图4为本发明实施例提供的另一种反馈校正系统的结构示意图;

图5为本发明实施例提供的另一种反馈校正系统的结构示意图;

图6为本发明实施例提供的另一种反馈校正系统的结构示意图;

图7为本发明实施例提供的另一种反馈校正系统的结构示意图;

图8为本发明实施例提供的一种量子密钥分配系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种反馈校正系统,应用于基于时间相位编码的测量设备无关量子密钥分配系统,更具体地说是,应用于基于时间相位编码的测量设备无关量子密钥分配系统的波长和相位校正。

如图1所示,该反馈校正系统包括第一分束器11、分子吸收池12、第一探测器13和第一控制模块(图中未示出),该第一控制模块为第一激光器10的控制模块。

其中,第一分束器11用于将第一激光器10出射的信号光分成光路不同的第一信号光和第二信号光,并将第一信号光传输至分子吸收池12。分子吸收池12用于对第一信号光进行吸收。第一探测器13用于探测经过分子吸收池12吸收后的第一信号光的实际透射光功率。第一控制模块用于将第一信号光的实际透射光功率与参考点的实际透射光功率进行比较得到比值,该比值即为第一信号光的实际透射光功率比值,将第一信号光的实际透射光功率比值与第一信号光的标准透射光功率比值进行比较,获得第一功率漂移量,根据第一功率漂移量以及预先获得的透射光功率比值与激光器波长校正参数的对应关系获得第一校正量,并根据第一校正量对第一激光器10进行波长校正。

其中,如图2所示,参考点的实际透射光功率可以为所需分子吸收池12的分子吸收谱线中心波长的波长增长方向的第一个最大实际透射光功率。激光器波长校正参数包括激光器的驱动温度、驱动电流等,也就是说,本发明实施例中,在获得第一功率漂移量后,可以根据第一功率漂移量以及预先获得的透射光功率比值与激光器驱动温度的对应关系获得第一温度校正量,并根据第一温度校正量对第一激光器10进行波长校正。本发明实施例中,仅以激光器波长校正参数为激光器驱动温度为例进行说明,并不仅限于此。

基于此,本发明中的反馈校正系统,可以通过第一信号光进行波长的反馈校正,通过第二信号光进行量子密钥的编码和分配,从而解决了现有的波长反馈环路中波长反馈设备成本较高的问题。

可选地,分子吸收池12为氢氰酸(hcn)分子吸收池,即为具有一定压强的氢氰酸分子的吸收池。由于氢氰酸分子对于1550nm波段的激光具有若干稳定的吸收谱线,经过分子吸收池12吸收后处于1550nm波段特定频率的激光光功率会发生衰减。如当激光器的波长是1550.5154nm时,经过分子吸收池12吸收后的光功率即透射光功率会发生衰减,衰减后的光功率比值为g1;当激光器的波长发生漂移,变为1550.5156nm时,分子吸收池12对1550.5156nm波长的光吸收较小,即经过分子吸收池12吸收后的光功率衰减较小,衰减后的光功率比值为g2,g2大于g1,基于此,即可根据透射光功率与激光器驱动温度的对应关系获得g2对应的驱动温度t2,然后根据t2和g1对应的驱动温度t1,获得温度调节量或温度校正量δt=t2-t1,根据该温度调节量δt对第一激光器10的驱动温度进行调节后,即可对第一激光器10进行波长校正,即将第一激光器10的波长锁定在1550.5154nm位置。

本发明实施例中,先将第一激光器10的波长设定在分子吸收池12的特定分子吸收谱线附近,如其中一个分子吸收谱线的中心波长为1550.5154nm,则可将第一激光器10的波长设定为1550.515nm。其中,可以通过调节第一激光器10的驱动温度、驱动电流等参数,调节第一激光器10的波长。

之后,令第一激光器10的驱动温度为t0、t1、t2…tn,通过第一探测器13探测经过分子吸收池12吸收后的激光的透射光功率相比参考点的透射光功率的比值为g0、g1、g2…gn,n为大于1的整数,并根据t0、t1、t2…tn以及g0、g1、g2…gn获得透射光功率比值随激光器驱动温度变化的曲线。其中,透射光功率g0为驱动温度为t0时的分子吸收池12吸收后的激光的光功率比值,透射光功率g1为驱动温度为t1时的分子吸收池12吸收后的激光的光功率比值,以此类推,透射光功率gn为驱动温度为tn时的分子吸收池12吸收后的激光的光功率比值。

重复上述步骤若干次后,将获得的若干条曲线取平均值作为第一参考曲线。根据该第一参考曲线即可获得透射光功率比值与激光器驱动温度的对应关系。

之后,选取该第一参考曲线上的一个点作为反馈目标点,并根据该点的功率监测特点进行反馈和波长校正。其中,反馈目标点的两个坐标值即为第一标准温度和第一信号光的标准透射光功率比值,根据实时探测到的实际透射光功率比值与第一信号光的标准透射光功率比值的差值或商,即可获得第一激光器10在探测周期内的功率漂移量即第一功率漂移量,该第一功率漂移量即表征第一激光器10的波长漂移量。

然后,即可根据第一功率漂移量以及预先获得的透射光功率比值与激光器驱动温度的对应关系获得第一温度校正量,并根据第一温度校正量对第一激光器10进行反馈调节,从而可以对第一激光器10进行波长校正。

在一个具体实施例中,如图2所示,选择第一参考曲线的一个分子吸收峰的半高处的一个驱动温度值作为波长反馈的反馈目标点。假设反馈目标点的坐标为(t1,g1),其中,驱动温度值t1对应的波长即为第一激光器10要稳定的波长λ。假设第一探测器13实时探测到的实际透射光功率相比参考点的实际透射光功率的比值为g2,将g2与g1做差后,获得第一功率漂移量δg,之后根据第一参考曲线即透射光功率比值与激光器驱动温度的对应关系获得第一温度校正量δt=t2-t1,然后根据第一温度校正量δt对第一激光器10进行驱动温度调节,将第一激光器10的驱动温度锁定在驱动温度t1处,从而可以将第一激光器10的波长锁定在λ处。

当然,本实施例中仅以第一参考曲线的一个分子吸收峰的半高处的一个驱动温度值为例进行说明,但是,本发明并不仅限于此,在其他实施例中,还可以将一个分子吸收峰的峰值处的点(t3,g3)作为反馈目标点。需要说明的是,当选取峰值处的点(t3,g3)作为反馈目标点时,在一个波长反馈周期开始后,可以在反馈目标点左右各选取若干个点的驱动温度值,并根据第一探测器13实时探测到的透射光功率比值,获得各个驱动温度值对应的透射光功率值比值,根据这些驱动温度值和透射光功率值比值重新形成曲线后,将新形成的吸收峰的峰值处的点作为反馈目标点。

在本发明另一实施例中,如图3所示,在图1所示结构的基础上,反馈校正系统还包括第二激光器14、第二分束器15、第一环形器16、第二环形器17、第二探测器18和第二控制模块(图中未示出)、干涉仪19和第三探测器20。本发明实施例中,干涉仪19为不等臂干涉仪,第二激光器14为连续光激光器,第一激光器10为脉冲光激光器。当然,本发明并不仅限于此。

其中,第二分束器15用于将第二激光器14出射的参考光分成光路不同的第一参考光和第二参考光,并将第一参考光传输至第一环形器16;

第一环形器16用于将第一参考光传输至分子吸收池12,以使分子吸收池12对第一参考光进行吸收;第一环形器16还用于将分子吸收池12出射的经过吸收后的第一信号光传输至第一探测器13;需要说明的是,本发明附图中的p1、p2和p3为环形器的端口,若光从端口p1输入,则从端口p2输出,若从端口p2输入,则从端口p3输出。

第二环形器17还用于将分子吸收池12出射的经过吸收后的第一参考光传输至第二探测器18,以及,将第一分束器11出射的第一信号光传输至分子吸收池12;第二探测器18用于探测经过分子吸收池12吸收后的第一参考光的实际透射光功率;

第二控制模块用于将第一参考光的实际透射光功率与参考点的实际透射光功率进行比较得到第一参考光的实际透射光功率比值,将第一参考光的实际透射光功率比值与第一参考光的标准透射光功率比值进行比较,获得第二功率漂移量,根据第二功率漂移量以及预先获得的透射光功率比值与激光器波长校正参数的对应关系获得第二校正量,并根据第二校正量对第二激光器14进行波长校正。

需要说明的是,本发明实施例中,可以采用与第一激光器10波长校正相同的方式对第二激光器14进行波长校正,并且,第一激光器10波长校正的反馈目标点与第二激光器14波长校正的反馈目标点相同,即第一激光器10波长校正的第一信号光的标准透射光功率比值与第二激光器14波长校正的第一参考光的标准透射光功率比值对应的谱线相对位置相同,从而可以保证第一激光器10和第二激光器14波长的一致性。

在此基础上,第二分束器15还用于将第二参考光传输至不等臂干涉仪19;

不等臂干涉仪19用于根据第二参考光产生具有相位差的两个连续光,并获得发生干涉后的两个连续光的第一干涉光;

第三探测器20用于探测第一干涉光的实际光功率;

第二控制模块还用于将第一干涉光的实际光功率与第二标准光功率进行比较,获得第三功率漂移量,根据第三功率漂移量以及预先获得的光功率与干涉仪移相器驱动电压的对应关系获得第一电压校正量,并将第一电压校正量传输至不等臂干涉仪19,以使不等臂干涉仪19根据第一电压校正量对相位差进行校正。

本实施例中,第二参考光从不等臂干涉仪19的输出端进入不等臂干涉仪19,不等臂干涉仪19输出端的分束器将第二参考光分成两束光即,这两束连续光分别经过不等臂干涉仪19的两臂传输后,形成具有相位差的两个连续光在不等臂干涉仪19输入端的分束器处发生干涉,形成第一干涉光。其中,第一干涉光的光强是由不等臂干涉仪19两臂间的相位差决定的。并且,可以通过调整不等臂干涉仪19中移相器输出使得第一干涉光的光功率为干涉极大值或极小值(即为第二标准光功率),以便根据光功率的探测进行第一电压校正量的校正。

设置在不等臂干涉仪19闲置输入端的第三探测器20探测到第一干涉光的实际光功率后,第二控制模块将第一干涉光的实际光功率与第二标准光功率进行比较,获得第三功率漂移量,根据第三功率漂移量以及预先获得的光功率与干涉仪驱动电压的对应关系获得第一电压校正量,并将第一电压校正量传输至不等臂干涉仪19,以使不等臂干涉仪19中的移相器驱动电压源根据第一电压校正量对不等臂干涉仪19两臂间的相位差进行校正。

其中,可以通过改变不等臂干涉仪19长臂和短臂上的移相器的驱动电压,改变两臂间的相位差。基于此,可以令驱动电压取若干不同值,然后通过第三探测器20获得每一驱动电压值对应的光功率值,然后即可获得光功率与干涉仪驱动电压的对应关系。

本发明实施例中,第一分束器11还用于将第二信号光传输至不等臂干涉仪19;不等臂干涉仪19还用于根据第二信号光产生具有固定时间差的两个脉冲,以对两个脉冲进行时间相位编码。也就是说,在进行波长和相位校正的同时,还可以进行量子密钥分配系统的时间相位编码等进程。

需要说明的是,本发明的第一激光器10和反馈校正系统可以位于量子密钥分配系统的任意一个发送端,也就是说,alice端和bob端都具有第一激光器10和反馈校正系统,基于此,通过反馈校正系统对alice端与bob端的第一激光器10与第二激光器14进行波长校正后,可以保证alice端第一激光器10和第二激光器14的波长与bob端的第一激光器10和第二激光器14的波长相等或近似相等,即保证了alice端与bob端的激光器的波长一致性。

由于alice端的第二激光器14的波长与bob端的第二激光器14的波长相等,因此,将第二激光器14的参考光作为反馈光进行不等臂干涉仪19相位校正后,即可保证alice端与bob端的不等臂干涉仪19的相位差δφ保持高度的一致性,即保证了alice端与bob端信号光在同一相位参考系下进行相位调制的作用。

在本发明另一实施例中,如图4所示,在图2所示结构的基础上,反馈校正系统还包括第二激光器14、第二分束器15、第一环形器16、第二环形器17、第二探测器18、第二控制模块(图中未示出)、不等臂干涉仪19、第三探测器20、第三环形器21和第四探测器22。

其中,第二激光器14、第二分束器15、第一环形器16、第二环形器17、第二探测器18、不等臂干涉仪19的结构和作用与图3所示的第二激光器14、第二分束器15、第一环形器16、第二环形器17、第二探测器18、不等臂干涉仪19的结构和作用相同,在此不再赘述。图4与图3所示结构的不同之处在于,图4采用两个探测器分别探测第一干涉光、第二干涉光的光功率,并根据两个光功率的比值来确定驱动电压的校正量。其中,第一干涉光、第二干涉光的光强都是由不等臂干涉仪19两臂间的相位差决定的,而且两者跟随相位差呈相反方式的变化,如第一干涉光为极大,则第二干涉光为极小。可以通过调整不等臂干涉仪19中移相器输出使得第一干涉光、第二干涉光的光功率比值为极大或极小(即为第一光功率比值)。

如图4所示,第三探测器20和第四探测器22分别位于不等臂干涉仪19的两个输入端,第三探测器20用于探测第一干涉光的实际光功率;第三环形器21用于将第二干涉光传输至第四探测器22;第四探测器22用于探测第二干涉光的实际光功率;

第二控制模块用于将第三探测器20输出的实际光功率与第四探测器22输出的实际光功率进行比较获得第一实际光功率比值,将第一实际光功率比值与第一光功率比值进行比较获得第一功率比漂移量,根据第一功率比漂移量以及预先获得的光功率比值与干涉仪驱动电压的对应关系获得第二电压校正量,并将第二电压校正量传输至不等臂干涉仪19,以使不等臂干涉仪19根据第二电压校正量对相位差进行校正。

需要说明的是,第一分束器11还用于将第二信号光传输至第三环形器21;第三环形器21还用于将第二信号光传输至不等臂干涉仪19;不等臂干涉仪19还用于根据第二信号光产生具有固定时间差的两个脉冲,并对两个脉冲进行时间相位编码。也就是说,在进行波长和相位校正的同时,还可以进行量子密钥分配系统的时间相位编码进程。

如图5所示,在图3所示结构的基础上,反馈校正系统还包括第四环形器23和第三激光器24,其中第一激光器10为主激光器,第三激光器24为从激光器。即本发明实施例中的量子密钥分配系统的光源为主从激光器注入锁定光源。

其中,第四环形器23位于第一分束器11和不等臂干涉仪19之间的光路上,用于将第一分束器11出射的第二信号光传输至第三激光器24中,以对第三激光器24的出射的光线进行注入锁定;第四环形器23还用于将第三激光器24出射的光线传输至不等臂干涉仪19,以使不等臂干涉仪19根据第三激光器24出射的光线产生具有固定时间差的两个脉冲,对两个脉冲进行时间相位编码。

图5所示的结构,可以实现主激光器的波长反馈,以及,在对连续激光器的波长反馈基础上,对不等臂干涉仪19进行相位反馈,保证了经注入锁定后的从激光器由不等臂干涉仪19产生的两个脉冲间的相位稳定。

如图6所示,在图5所示结构的基础上,反馈校正系统还包括第三分束器25和第五探测器26,以保证信号光激光器即第一激光器10波长反馈的稳定性。

其中,第三分束器25位于第一激光器10和第一分束器11之间的光路上,用于将第一激光器10出射的信号光中的部分光线传输至第五探测器26,将第一激光器10出射的信号光中的其他部分光线传输至第一分束器11,以使第一分束器11将其他部分光线分成第一信号光和第二信号光;

第五探测器26用于探测信号光中的部分光线的实际光功率;

第一控制模块还用于将第一探测器13输出的实际透射光功率与第五探测器26输出的实际光功率进行比较获得第二实际光功率比值,将第二实际光功率比值与第二光功率比值(同第一信号光的标准透射光功率比值)进行比较获得第二功率比漂移量,根据第二功率比漂移量以及预先获得的光功率比值与激光器波长校正参数的对应关系获得第三校正量,并根据第三校正量对第一激光器10进行波长校正。

如图7所示,在图6所示结构的基础上,反馈校正系统还包括第四分束器27和第六探测器28,以保证连续光激光器即第二激光器14波长反馈的稳定性。

其中,第四分束器27位于第二激光器14和第二分束器15之间的光路上,用于将第二激光器14出射的参考光中的部分光线传输至第六探测器28,将第二激光器14出射的参考光中的其他部分光线传输至第二分束器15,以使第二分束器15将其他部分光线分成第一参考光和第二参考光;

第六探测器28用于探测信号光中的部分光线的实际光功率;

第二控制模块还用于将第二探测器18输出的实际透射光功率与第六探测器28输出的实际光功率进行比较获得第三实际光功率比值,将第三实际光功率比值与第三光功率比值(同第一参考光的标准透射光功率比值)进行比较获得第三功率比漂移量,根据第三功率比漂移量以及预先获得的光功率比值与激光器波长校正参数的对应关系获得第四温度校正量,并根据第四温度校正量对第二激光器14进行波长校正。

本发明实施例提供的反馈校正系统,解决了相隔较远距离的两个发送端脉冲光激光器及连续光激光器间的波长一致性以及时间相位编码相位参考一致性的问题。相较于mdiqkd系统中采用在接收端长时间采集hom干涉信号的方式,本发明实施例提供的反馈校正系统具备波长反馈、相位反馈可靠性高,反馈所需时间短,可灵活调节波长反馈目标点,便于大规模组网应用等优点。

本发明实施例提供的反馈校正系统,无需在不同的发送端之间或发送端与接收端之间建立额外的光纤信道,也无需在接收端使用近乎相同的不等臂干涉仪19,采用经过波长反馈的连续光激光器保障连续光与信号光波长一致的同时,保障了不同发送端值的不等臂干涉仪19相位参考的一致性,相位反馈的同时不影响量子密钥分配系统的工作流程,提高了量子密钥分配系统的效率与稳定性。

本发明实施例还提供了一种量子密钥分配系统,可选地,该量子密钥分配系统为基于时间相位编码的测量设备无关量子密钥分配系统,其包括至少两个发送端1(alice端和bob端)和一个接收端2(charlie端);每个发送端1都包括第一激光器10和反馈校正系统,其中,该反馈校正系统为上述任一实施例提供的反馈校正系统。

需要说明的是,如图8所示,接收端2可以根据两发送端1发送的第二信号光的干涉结果调整两个发送端1的分子吸收池12的分子吸收谱线频率的静态差,以保证两个发送端1的锁定的波长相同,进而保证两个发送端1的激光器的波长和不等臂干涉仪19的相位差的一致性。

具体地,可以通过根据测量两个发送端1的第二信号光的干涉结果,调整其中一个发送端波长锁定反馈目标点的位置,即调整第一标准光功率的值来调整两个发送端1的分子吸收池12的分子吸收谱线频率的静态差,以保证两个发送端1的波长的一致性。

本发明实施例提供的量子密钥分配系统,无需在不同的发送端之间或发送端与接收端之间建立额外的光纤信道,也无需在接收端使用近乎相同的不等臂干涉仪19,采用经过波长反馈的连续光激光器保障连续光与信号光波长一致的同时,保障了不同发送端值的不等臂干涉仪19相位参考的一致性,相位反馈的同时不影响量子密钥分配系统的工作流程,提高了量子密钥分配系统的效率与稳定性。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

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