[实用新型]基于相位调制QKD偏振态制备装置

说明书

本申请提供一种基于相位调制QKD偏振态制备装置，所述装置包括等臂干涉仪，从而避免了系统频率有上限的问题，使得基于相位调制QKD偏振态制备装置具有高速的特点。而通过在Alice端增加光电检测模块和相位调节模块，其中，光电检测模块检测干涉仪的干涉信号，发送给相位调节模块，相位调节模块根据干涉信号，对干涉仪的相位进行调节，以调制QKD偏振态，制备QKD偏振态的相位被实时补偿并反馈，减弱甚至消除制备QKD偏振态过程中的相位偏差和漂移。

技术领域

本实用新型涉及通信技术领域，尤其涉及一种基于相位调制QKD偏振态制备装置。

背景技术

量子密钥分发(Quantum Key Distribution，QKD)与经典密钥体系的根本不同在于其采用单个光子或纠缠光子对作为密钥的载体，由量子力学的基本原理保证了该过程的不可窃听、不可破译性，从而提供了一种更为安全的密钥体系。

基于相位调制的偏振态制备主要原理为：

通过将光脉冲分为相互垂直的|H>和|V>两个分量，再调节两个分量光脉冲的相位差对于特定的可获得特定的偏振态，如分别取为0，π/2，π和3π/2时，对应获得P、R、N和L偏振态。其中P偏振态为45°线偏振态，N偏振态为135°线偏振态，R为右旋圆偏振态，L为左旋圆偏振态。P和N为相互正交的偏振态；R和L为相互正交的偏振态，且均满足量子通信BB84协议的要求。

对于一般的光路，由于环境温度、振动等因素的影响，往往存在相位漂移，为避免该问题，现有技术一提出了一种基于sagnac(萨格纳克)环的相位自稳定方案，但是该方案中QKD系统的频率存在上限值(GHz左右)，无法进一步提高QKD系统频率。

现有技术二提出了基于马赫曾德等臂干涉仪(Mach-Zehnder interferometer)的相位调制偏振态制备的方案，该方案能够大大提高QKD系统频率，但是并未采取相位稳定措施，同样存在相位漂移的问题。

现有技术三中，提出了基于马赫曾德等臂干涉仪的相位调制偏振态制备的方案，并且提出了在接收端(Bob)通过微调相位调制器电压来进行偏振畸变的补偿，但是该方案存在响应速度慢、补偿方法复杂等缺点，且由于不在发送端(Alice)本地进行校准也存在安全隐患。

也即现有技术中的方案，没有响应速度快、补偿方法简单的相位补偿方案，以解决马赫曾德干涉仪的QKD偏振态制备存在相位偏差和漂移的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种基于相位调制QKD偏振态制备装置，以解决现有技术中QKD偏振态制备装置和方法具有相位偏差和漂移的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种基于相位调制QKD偏振态制备装置，包括：

光源模块，用于产生信号光；

等臂干涉仪，所述等臂干涉仪包括第一臂和第二臂，以及位于所述第一臂或所述第二臂中的相位调制器，和位于所述第一臂或所述第二臂中的移相器；

所述等臂干涉仪接收所述信号光，并输出QKD偏振态；

还包括：

光电检测模块，用于检测所述等臂干涉仪的干涉现象，并输出干涉信号；

相位调节模块，用于根据所述干涉信号，对所述等臂干涉仪的相位进行调节，以调制所述QKD偏振态。

同时，还提供一种基于相位调制QKD偏振态制备方法，应用于上面所述的基于相位调制QKD偏振态制备装置中，所述QKD偏振态制备方法包括：