一种用于相位态的量子密钥发射机的制作方法

1.本技术涉及量子通信设备技术领域，具体涉及一种用于相位态的量子密钥发射机。


背景技术：

2.量子密钥分发(qkd)利用海森堡不确定性原理和未知量子态不可克隆原理来发现窃听的存在，理论上确保了信息的无条件安全性。在实际应用中，qkd利用这一原理，可使事先没有共享秘密信息建立通信密钥，再采用香农已证明的“一次一密”密码通信，即可保证双方的通信安全。
3.qkd通过量子密钥发射机和量子密钥接收机实现量子密钥的分发，量子密钥发射机用于根据得到的量子随机数制备量子态，并将量子态发送至量子密钥接收机；量子密钥接收机用于接收量子态，并对接收的量子态进行解码。目前主流的量子态分发方案有偏振态、相位态、时间态等方案，其中相位态编码方案为量子通信编码的一种主流方式。
4.其中，相位态量子密钥发射机中通常包括激光、相位态编码、校准、数据处理等各种组件，这些组件一般通过控制电路按照预定的规则控制其状态，例如编码相位态需要电路精确控制激光器的发光状态、相位编码装置中强度调制器、相位调制的工作状态等，而控制电路一般会产生电磁或者会被电磁影响，另外控制电路也需要散热，因此如何解决相位态量子密钥发射机中控制电路的电磁影响和散热是亟需解决的问题。


技术实现要素：

5.本技术提供一种用于相位态的量子密钥发射机，以解决现有的方案中相位态量子密钥发射机中的问题。
6.本技术提供一种用于相位态的量子密钥发射机，包括通信模块和机箱，所述通信模块装设在所述机箱内；
7.所述通信模块包括位于上层的相位态制备部和位于下层的电路控制部，所述机箱包括上层设备装配区和下层设备装配区，所述相位态制备部装设在所述上层设备装配区中，所述电路控制部装设在所述下层设备装配区，且所述下层设备装配区开设有通风孔；
8.所述电路控制部包括发射控制单元、数据处理单元和激光控制单元，所述发射控制单元、数据处理单元和激光控制单元上方均设置有电磁屏蔽罩，所述电磁屏蔽罩上方设置有散热片。
9.优选地，所述机箱还包括前端面板，所述前端面板的底部设置有助拨器，所述助拨器包括手柄、拨杆以及转轴，所述手柄和拨杆一体成型，且所述拨杆绕着所述转轴转动。
10.优选地，所述发射控制单元位于所述前端面板一侧，所述数据处理单元和激光控制单元均位于远离所述前端面板一侧。
11.优选地，所述电路控制部还包括反馈校准单元，所述反馈校准单元和激光控制单元均位于所述数据处理单元的侧面。
12.优选地，所述电磁屏蔽罩采用铜、铝、铁或其合金制成。
13.优选地，所述相位态制备部包括光纤导槽和调制装置，所述光纤导槽设置在靠近所述前端面板一侧，所述激光控制单元中激光器的尾纤、所述调制装置的尾纤以及所述前端面板的接口光纤均盘放在所述光纤导槽中。
14.优选地，所述调制装置包括减震盒、干涉仪装置以及相位调制装置，所述干涉仪装置以及相位调制装置并排的放置在所述减震盒内。
15.优选地，所述减震盒包括弹簧减振器和减振乳胶，所述干涉仪装置以及相位调制装置放置在所述弹簧减振器上，所述减振乳胶设置在所述干涉仪装置的上方以及相位调制装置的上方。
16.由以上方案可知，本技术相比于现有技术而言，本技术具有以下优势：
17.本技术的用于相位态的量子密钥发射机，将通信模块分为位于上层的相位态制备部和位于下层的电路控制部，所述电路控制部的发射控制单元、数据处理单元和激光控制单元上方均设置有电磁屏蔽罩，从而使得发射控制单元、数据处理单元和激光控制单元自身产生的电磁以及外界的电磁不会互相影响，同时电磁屏蔽罩上方设置有散热片，而所述机箱的下层设备装配区开设有通风孔，可将所述电路控制部散发的热量快速散出机箱，从而使得本技术的用于相位态的量子密钥发射机具有良好的电磁频蔽和散热的特点。
附图说明
18.为了更清楚地说明本技术的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本技术量子密钥发射机去除机箱上盖的立视结构示意图；
20.图2为本技术量子密钥发射机去除机箱上盖和边框后的立视结构示意图；
21.图3为本技术量子密钥发射机电路控制和电磁频蔽罩装配后的立视结构示意图；
22.图4为本技术量子密钥发射机散热板的俯视结构示意图。
具体实施方式
23.为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面根据所示的附图以及具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。
24.一种用于相位态的量子密钥发射机，其结构可参阅图1-图4所示的示意图，具体结构可包括通信模块1和机箱2，所述通信模块1装设在所述机箱2内，其中所述通信模块1包括位于上层的相位态制备部11和位于下层的电路控制部12，所述机箱2包括上层设备装配区21和下层设备装配区22，所述相位态制备部11装设在所述上层设备装配区21中，所述电路控制部12装设在所述下层设备装配区22，且所述下层设备装配区22开设有通风孔，所述电路控制部12包括发射控制单元121、数据处理单元122和激光控制单元123，所述发射控制单元121、数据处理单元122和激光控制单元123上方均设置有电磁屏蔽罩，其中所述电磁屏蔽罩采用铜、铝、铁或其合金制成。优选的为铁磁材料或者铁氧体材料。所述电磁屏蔽罩能够进行电磁频蔽，降低该电磁屏蔽罩内器件受到的电磁干扰，以及防止该电磁屏蔽罩中的器件对其他量子密钥发射机中的设备产生电磁干扰。所述电磁屏蔽罩上方设置有散热片124。
其中发射控制单元121用于执行通信命令，控制发射端口向量子密钥接收机发射光脉冲；所述数据处理单元122一般为fpga、dsp、cpu等具有数据运算功能的芯片组成，所述数据处理单元122用于对接收的数据进行处理，并根据处理结果控制相位态制备部11的工作状态；所述激光控制单元123中含有集成的半导体激光器，用于根据要求控制半导体激光器发光。
25.因此，本技术将通信模块1分为位于上层的相位态制备部11和位于下层的电路控制部12，所述电路控制部12的发射控制单元121、数据处理单元122和激光控制单元123上方均设置有电磁屏蔽罩，从而使得发射控制单元121、数据处理单元122和激光控制单元123自身产生的电磁以及外界的电磁不会互相影响，同时电磁屏蔽罩上方设置有散热片124，而所述机箱2的下层设备装配区22开设有通风孔，可将所述电路控制部12散发的热量快速散出机箱2，从而使得本技术的用于相位态的量子密钥发射机具有良好的电磁频蔽和散热的特点。
26.所述机箱2的结构可参阅图3和图4，具体还包括前端面板23，所述前端面板23的底部设置有助拨器24，所述助拨器24包括手柄、拨杆以及转轴，所述手柄和拨杆一体成型，且所述拨杆绕着所述转轴转动。使用时，扳动助拨器24的手柄，使得拨杆卡在相应的设备上，从而使得助拨器24施加给机箱2向外的力，使得用于相位态的量子密钥发射机可方便的从相应设备中取出。
27.所述发射控制单元121位于所述前端面板23一侧，所述数据处理单元122和激光控制单元123均位于远离所述前端面板23一侧。一般发射端口设置在所述前端面板23一侧，因此将所述发射控制单元121设置在位于所述前端面板23一侧，可减少光纤和控制线的使用，因而不用预留该部分光纤和控制线的通道和收纳槽，还可使得用于相位态的量子密钥发射机结构紧凑体积小。
28.所述电路控制部12还包括反馈校准单元125，所述反馈校准单元125和激光控制单元123均位于所述数据处理单元122的侧面。反馈校准单元125通过螺钉固定在所述电路控制部12的上表面，通常至少采用两根以上的螺钉进行固定。当需要拆卸所述反馈校准单元125时，将螺钉拧松即可将所述反馈校准单元125从所述电路控制部12上拆卸下来，从而所述反馈校准单元125具有方便拆卸、方便维护的特点。此外所述反馈校准单元125内有pin管，因此所述反馈校准单元125也会有一定的热量产生，如此设置，可确保所述反馈校准单元125产生的热量不会影响激光控制单元123，另外所述反馈校准单元125与散热片还有下层设备装配区22的通风孔紧靠在一起，所述反馈校准单元125产生的热量可快速被带走。
29.所述相位态制备部11包括光纤导槽111和调制装置112，所述光纤导槽111设置在靠近所述前端面板23一侧，所述激光控制单元123中激光器的尾纤、所述调制装置112的尾纤以及所述前端面板23的接口光纤均盘放在所述光纤导槽111中。在实际应用中，光纤的长度有些为厂家预留的固定长度，导致光通信设备中的光纤的长度大于实际要求的长度，有些是要根据通信设备的要求和特点配置一定长度的光纤，也会导致有一定长度的光纤存留在光通信设备中，因此往往需要光纤盘纤装置将光通讯设备中的光纤进行收容，从而将相位态制备部11和电路控制部12之间连接光纤均通过所述光纤导槽111进行收放，使得各器件预留的光纤一是不会脱落得到较好的固定，二是可以避免光纤的折断。
30.所述调制装置112可参阅图2所示示意图，具体包括减震盒1121、干涉仪装置1122以及相位调制装置1123，所述干涉仪装置1122以及相位调制装置1123并排的放置在所述减
震盒1121内。所述减震盒1121包括弹簧减振器和减振乳胶，所述干涉仪装置1122以及相位调制装置1123放置在所述弹簧减振器上。具体的所述减震盒1121的弹簧减振器的数量为两个，两个相同的弹簧减振器水平对称排列，所述干涉仪装置1122以及相位调制装置1123放置于水平对称排列的两个相同的弹簧减振器之间，且所述减振乳胶设置在所述干涉仪装置1122的上方以及相位调制装置1123的上方。使用时，通过两个相同的弹簧减振器之间的相互配合实现所述干涉仪装置1122以及相位调制装置1123的减振，以维持所述干涉仪装置1122以及相位调制装置1123的工作稳定性。
31.以上结合具体实施方式和范例性实例对本技术进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本技术的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本技术精神和范围的情况下，可以对本技术技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本技术的范围内。本技术的保护范围以所附权利要求为准。