[实用新型]基于偏振正交旋转的量子密钥分发相位解码装置和量子密钥分发系统

权利要求书

1.一种基于偏振正交旋转的量子密钥分发相位解码装置，其特征在于，所述相位解码装置包括：分束器和合束器，所述分束器与所述合束器通过两条光路光耦合，其中所述分束器前端或者所述两条光路中的至少一条光路上具有相位调制器，

所述分束器被配置用于将入射的任意偏振态的一路输入光脉冲分束为两路光脉冲；

所述两条光路用于分别传输所述两路光脉冲并用于实现所述两路光脉冲的相对延时；

所述相位调制器被配置用于对经其所在的光路传输的分束前的所述入射的任意偏振态的一路输入光脉冲或者所述两路光脉冲中至少之一按照量子密钥分发协议进行相位调制；

所述合束器被配置用于将所述两路光脉冲合束输出，

在所述两条光路中的至少一条光路中包含至少一个偏振正交旋转装置，所述偏振正交旋转装置被配置用于将经其传输的一路光脉冲的两个正交偏振态分别进行偏振正交旋转，使得经由该偏振正交旋转装置后该一路光脉冲的两个正交偏振态中的每个偏振态分别变换成与其正交的偏振态，并且，

其中，所述两条光路及其上的光器件被构造成控制所述输入光脉冲的两个正交偏振态中的一个偏振态在分束至合束的过程中经所述两条光路传输的相位差与另一个偏振态经所述两条光路传输的相位差使得两个相位差相差2π的整数倍。

2.根据权利要求1所述的基于偏振正交旋转的量子密钥分发相位解码装置，其特征在于，所述两条光路配置为保偏光纤光路，所述两条光路及其上的光器件被进一步构造成，控制所述保偏光纤的一个本征偏振态在所述两条光路中的一条光路上传输时在该本征偏振态情形下传输的距离和在转换为该本征偏振态的正交偏振态情形下传输的距离的第一距离差、以及该本征偏振态在所述两条光路中的另一条光路上传输时在该本征偏振态情形下传输的距离和在转换为该本征偏振态的正交偏振态情形下传输的距离的第二距离差，使得第一距离差和第二距离差相差保偏光纤拍长的整数倍。

3.根据权利要求1或2所述的基于偏振正交旋转的量子密钥分发相位解码装置，其特征在于，所述两条光路均包含一个所述偏振正交旋转装置，且每个所述偏振正交旋转装置位于所在光路的中点。

4.根据权利要求1所述的基于偏振正交旋转的量子密钥分发相位解码装置，其特征在于，所述偏振正交旋转装置为90度法拉第旋转器或半波片。

5.根据权利要求1所述的基于偏振正交旋转的量子密钥分发相位解码装置，其特征在于，所述相位解码装置还包括：

保偏光纤拉伸器，所述保偏光纤拉伸器位于所述两条光路中的任一光路上，并且被配置用于调节其所在的光路的保偏光纤长度；和/或

双折射相位调制器，所述双折射相位调制器位于所述两条光路中的任一光路上，并且被配置用于对通过其的光脉冲的两个正交偏振态施加不同的可调的相位调制。

6.根据权利要求1所述的基于偏振正交旋转的量子密钥分发相位解码装置，其特征在于，

所述相位解码装置采用不等臂马赫-曾德尔干涉仪的结构；或者，

所述相位解码装置采用不等臂迈克尔逊干涉仪的结构，其中所述相位解码装置的合束器和分束器为同一器件，所述相位解码装置还包括：

两个反射镜，所述两个反射镜分别位于所述两条光路上并且分别被配置用于将来自所述分束器的经所述两条光路传输来的所述两路光脉冲反射回所述合束器，和/或

光环形器，所述光环形器位于所述分束器前端，所述入射的任意偏振态的一路输入光脉冲从所述光环形器的第一端口输入并从所述光环形器的第二端口输出至所述分束器，来自所述合束器的合束输出被输入至所述光环形器的第二端口并从所述光环形器的第三端口输出。

7.根据权利要求6所述的基于偏振正交旋转的量子密钥分发相位解码装置，其特征在于，当所述相位解码装置采用不等臂迈克尔逊干涉仪结构时，所述两条光路均包含一个所述偏振正交旋转装置，每个所述偏振正交旋转装置均位于所述分束器与所述反射镜构成的干涉臂的中点。