[发明专利]一种量子密钥分发系统中的信源监控装置及方法

权利要求书

1.一种量子密钥分发系统中的信源监控装置，其特征在于，包括：

一分束片，用以将光源发出的信号分出一束，用以进行信源监控；

与所述分束片连接的一光电探测器，用以将光信号转换为模拟电信号；

与所述光电探测器连接的一滤波-积分模块，用以将所述模拟电信号进行滤波，放大，再进行积分；

与所述滤波-积分模块连接的双阈值比较模块，包括两个可以调节的阈值，用以对前级结果进行双阈值比较；

与所述双阈值比较模块连接的数据处理模块，用以对比较后的结果进行处理，统计Untagged Bit的概率。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述分束片与光源之间、光电探测器与分束片之间通过光纤器件连接，其余模块之间通过SMA线连接。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述分束片的反射-透射比约为(9～10):1。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述光电探测器选用PIN型高速光电探测器，其探测中心波长与光源的中心波长对应，带宽为10GHz以上。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述滤波-积分模块的滤波部分选用一阶RC低通滤波器，截止频率设计为50MHz；放大部分能够输出峰值大于100mV的信号；积分部分对脉宽展宽后的信号进行积分，得到一个近似正比于原始光信号能量的模拟电信号。

6.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述双阈值比较模块能预先设定比较阈值，与前级信号的峰值进行比较，并且误差小于1％，其输出值为TTL逻辑电平。

7.一种采用权利要求1所述装置的量子密钥分发系统中的信源监控方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)系统的光源产生的光信号通过分束片分为两路，一路用以进行正常的量子密钥分发，一路用以进行信源监控；

2)将用以进行信源监控的一路信号通过光纤注入一光电探测器中，由光电探测器将光信号转换为模拟电信号；

3)将所述模拟电信号注入一滤波-积分模块，在这一模块中，信号首先通过滤波，再经过放大后，通过一积分器，得到输出结果，然后注入后级双阈值比较模块；

4)双阈值比较模块将上级信号的峰值与预设的阈值进行比较，当处于两个阈值之间时，输出逻辑电平“11”，代表信号是一个Untagged Bit；

5)数据处理模块接收所述双阈值比较模块的输出信号，通过统计信号“11”的数目，计算出Untagged Bit的概率。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于：根据实验条件设定步骤4)所述的阈值，阈值的调节精度为0.1mV，阈值的范围为200mV-500mV。

9.如权利要求7所述的方法，其特征在于：所述滤波-积分模块的滤波部分选用一阶RC低通滤波器，截止频率设计为50MHz；放大部分能够输出峰值大于100mV的信号；积分部分对脉宽展宽后的信号进行积分，得到一个近似正比于原始光信号能量的模拟电信号。

10.如权利要求7所述的方法，其特征在于：利用高速AD采样芯片对滤波-积分模块中输出的信号进行AD采样，通过调整时序保证在采样过程中能够采到前级信号的峰值，然后直接将每次采样的结果中的最大值，与所定阈值进行比较，以代替双阈值比较模块中的比较部分。