[发明专利]一种改进的HD-QKD系统

权利要求书

1.一种改进的HD-QKD系统，包括相匹配的发送端和接收端，其特征在于，所述发送端基于光注入以及内调制的方式对光脉冲进行基矢调制和诱骗态调制得到编码后光脉冲组，再经衰减后发送至接收端；

所述接收端将来自发送端的编码后光脉冲组进行分束后分别利用Z基矢探测模块和X基矢探测模块进行探测；

其中所述X基矢探测模块包括带法拉第旋转镜的干涉模块以及与光脉冲编码维度相应的单光子探测器，各单光子探测器分别探测相应的干涉结果。

2.如权利要求1所述的改进的HD-QKD系统，其特征在于，所述发送端采用相位调制光源，其包括相位准备激光器和脉冲产生激光器，所述相位准备激光器用于产生长脉冲并注入到脉冲产生激光器，所述长脉冲具有与光脉冲编码维度相应的区间，相邻区间带有预调的相位差；

所述脉冲产生激光器受长脉冲注入产生与光脉冲编码维度相应的短脉冲以实现X基矢调制，所述脉冲产生激光器还通过改变其触发电信号以实现Z基矢调制。

3.如权利要求2所述的改进的HD-QKD系统，其特征在于，所述相位调制光源还设有三个端口的光纤环形器，所述相位准备激光器产生的长脉冲输入第一端口并经过第二端口进入脉冲产生激光器，所述脉冲产生激光器产生的编码后光脉冲组输入第二端口并经过第三端口输出。

4.如权利要求1所述的改进的HD-QKD系统，其特征在于，所述接收端包括将来自发送端的编码后光脉冲组进行分束的分束模块，分束模块设有与Z基矢探测模块相连第一输出端，以及与X基矢探测模块相连的第二输出端。

5.如权利要求4所述的改进的HD-QKD系统，其特征在于，所述Z基矢探测模块为一个单光子探测器。

6.如权利要求4所述的改进的HD-QKD系统，其特征在于，带法拉第旋转镜的干涉模块包括一个或多个干涉单元，每个干涉单元中包括分束器、延时线以及两个法拉第旋转镜；

编码后光脉冲组入射至各干涉单元的编码后光脉冲组经由分束器后分为两路，其中一路进入一法拉第旋转镜，另一路经延时线后进入另一法拉第旋转镜；编码后光脉冲组再分别由对应的法拉第旋转镜反射后沿各自的原路径返回分束器发生干涉并输出。

7.如权利要求6所述的改进的HD-QKD系统，其特征在于，带法拉第旋转镜的干涉模块包括：

第一干涉单元，进入X基矢探测模块的编码后光脉冲组在第一干涉单元发生干涉，并输出第一光信号和第二光信号；

第二干涉单元，接收第一光信号并发生干涉，干涉后输出第三光信号和第四光信号；

第三干涉单元，接收第二光信号并发生干涉，干涉后输出第五光信号和第六光信号；

X基矢探测模块中单光子探测器的数量为四个，分别接收探测所述第三光信号、第四光信号、第五光信号和第六光信号。

8.如权利要求7所述的改进的HD-QKD系统，其特征在于，还设有第一光纤环形器，进入X基矢探测模块的编码后光脉经由该第一光纤环形器进入第一干涉单元，所述第一光信号经由该第一光纤环形器进入第二干涉单元；

还设有第二光纤环形器，所述第一光信号经由第二光纤环形器进入第二干涉单元；第三光信号和第四光信号中一者直接进入对应的单光子探测器，另一者经由第二光纤环形器进入对应的单光子探测器；

还设有第三光纤环形器，所述第二光信号依次经由第一光纤环形器和第三光纤环形器进入第三干涉单元；第五光信号和第六光信号中一者直接进入对应的单光子探测器，另一者经由第三光纤环形器进入对应的单光子探测器；

第二干涉单元和第三干涉单元中，其中一者的短臂上设有相位调制器。