[发明专利]基于正交频分复用的量子密钥分配系统及其实现方法

权利要求书

1.一种基于正交频分复用的量子密钥分配系统的实现方法，其特征在于，

采用基于正交频分复用的量子密钥分配系统，包括：

发送端，用于连续变量初始密钥分发，量子信号经过光纤通道进行远距离传输至接收端；

接收端，用于连续变量密钥测量，接收端对接收到的量子信号进行测量，获得最终安全的密钥；

所述发送端包括：

第一外腔可调谐激光器（1），用于产生脉冲激光，并发送至强度调制器（2）；

强度调制器（2），用于对第一外腔可调谐激光器（1）产生的脉冲激光进行强度调制；

相位调制器（3），用于对强度调制器（2）发出的脉冲激光进行相位调制，并将光发送至光学I/Q调制器（8）；

移相器（15），用来控制相位调制器（3）具体调相的大小；

频率合成器（4），用来控制任意波形发生器（7）、移相器（15）和强度调制器（2）的频率，使其三个的频率保持一致；

任意波形发生器（7），用作信号源，产生两路信号即模拟同相信号、模拟正交信号，并将其发送至光学I/Q调制器（8）；

光学I/Q调制器（8），用于将模拟同相信号和模拟正交信号以及相位调制器（3）发送的脉冲激光进行正交频分复用的调制，调制后输出一束两个偏振方向正交的光，并将光送至第一偏振分束器（5）；

第一偏振分束器（5），用于将光学I/Q调制器（8）发出的光分成两束线偏振光；

偏振合束器（6），用于将两束偏振方向正交的线偏振光合成一束，即为量子信号，通过量子信道传输至接收端；

所述接收端包括：

第二偏振分束器（9），用于将偏振合束器（6）送至的量子信号，分成两束线偏振光，然后将两束线偏振光分别送至光学混波器（11）；

第二外腔可调谐激光器（10），用于产生本振光，并将本振光送至光学混波器（11）；

光学混波器（11），用于将第二偏振分束器（9）分离的线偏振光和第二外腔可调谐激光器（10）产生的本振光进行干涉，实现对单信号的相位和幅度信息提取；

第一平衡接收器（12），用于接收从光学混波器（11）发出的数字信号，将模拟同相信号发送给时域取样示波器（13）；

第二平衡接收器（14），用于接收从光学混波器（11）发出的数字信号，将模拟正交信号发送给时域取样示波器（13）；

时域取样示波器（13），用于将接收到的模拟同相信号和模拟正交信号变换成图像；

具体按照以下步骤进行：

步骤A、连续变量初始密钥分发步骤：发送端将第一外腔可调谐激光器（1）产生的脉冲激光进行强度和相位调制后，对其进行正交频分复用技术处理，正交频分复用技术通过光学I/Q调制器（8）实现，光学I/Q调制器（8）同时对任意波形发生器（7）发出的模拟同相信号和模拟正交信号也进行正交频分复用技术处理，光学I/Q调制器（8）将信号转换成在频域上复用的正交信号，最后输出一束两个偏振方向正交的光，通过第一偏振分束器（5）和偏振合束器（6）后送入光纤信道进行远距离传输至接收端；

步骤B、连续变量密钥测量步骤：接收端将接收的信号先经过第二偏振分束器（9），第二偏振分束器（9）将一束两个偏振方向的光分成两束线偏振光，然后将两束线偏振光送至光学混波器（11），光学混波器（11）将第二偏振分束器（9）分离的线偏振光和第二外腔可调谐激光器（10）产生的本振光进行干涉，实现对单信号相位和幅度信息的接收和提取，第一平衡接收器（12）接收从光学混波器（11）发出的数字信号，将模拟同相信号发送给时域取样示波器（13），第二平衡接收器（14）接收从光学混波器（11）发出的数字信号，将模拟正交信号发送给时域取样示波器（13），时域取样示波器（13）接收到的模拟同相信号和模拟正交信号变换成图像，获得最终安全的密钥。