[发明专利]一种基于Y分支波导的光量子随机数发生器

权利要求书

1.一种基于Y分支波导的光量子随机数发生器，包括激光脉冲源(1)、可调光衰减器(2)、Y分支波导(3)、第一单光子探测器(4)、第二单光子探测器(5)、时钟同步控制器(6)、延时器(7)和数据采集卡(8)；

激光脉冲源(1)产生的激光脉冲经可调光衰减器(2)衰减至出现量子效应后物理随机地进入Y分支波导(3)的两个支路之一，Y分支波导(3)的两个支路的输出信号分别被第一单光子探测器(4)或第二单光子探测器(5)探测并转换成电信号后由数据采集卡(8)采集；

时钟同步控制器(6)输出两路时钟信号，第一路时钟信号用于控制激光脉冲源(1)所产生的激光脉冲的频率，第二路时钟信号经延时器(7)延时后用于控制数据采集卡(8)，使得数据采集卡(8)与激光脉冲源1所产生的激光脉冲的频率同步地采集第一单光子探测器(4)或第二单光子探测器(5)输出电信号；

两个单光子探测器中：仅有第一单光子探测器有高电平输出并被数据采集卡(8)采集时，数据采集卡(8)产生一个“1”或“0”数据；仅有第二单光子探测器有高电平输出并被数据采集卡(8)采集时，数据采集卡(8)产生一个“0”或“1”数据；两个单光子探测器都有高电平输出并被数据采集卡(8)采集时，数据采集卡(8)不产生“0”或“1”数据；数据采集卡(8)将产生的“0”或“1”数据按时间先后顺序组成0、1序列存储并输出。

2.根据权利要求1所述的基于Y分支波导的光量子随机数发生器，其特征在于，所述Y分支波导(3)由锥形过渡波导将直波导和两段分支波导连接在一起形成“Y”字形结构。

3.根据权利要求2所述的基于Y分支波导的光量子随机数发生器，其特征在于，所述Y分支波导(3)为恒定折射率型Y分支波导或渐变折射率型Y分支波导。

4.根据权利要求1所述的基于Y分支波导的光量子随机数发生器，其特征在于，激光脉冲源(1)所产生的激光脉冲波长与第一或第二单光子探测器的响应波长相对应，即激光脉冲源(1)所产生的激光脉冲波长能够被第一或第二单光子探测器所响应。

5.根据权利要求4所述的基于Y分支波导的光量子随机数发生器，其特征在于，激光脉冲源(1)为激光二极管、所产生的激光脉冲波长为890nm，对应单光子探测器为硅材料制成的雪崩二极管。

6.根据权利要求1所述的基于Y分支波导的光量子随机数发生器，其特征在于，数据采集卡8所产生的0、1序列能够通过USB接口送至计算机。

7.根据权利要求1所述的基于Y分支波导的光量子随机数发生器，其特征在于，延时器7的对时钟同步控制器6产生的第二路时钟信号进行延，使得第二路时钟信号到达数据采集卡8时刻的延时时间与激光脉冲源1所产生的激光脉冲到达第一单光子探测器4或第二单光子探测器5时刻的延时时间的时间差尽可能的小。