[发明专利]一种时间相位量子密钥分发系统发射端

说明书

本发明公开了一种时间相位量子密钥分发系统发射端，包括半导体激光器一、环形器、光学分束器、光学延迟线、相位调制装置、半导体激光器二、半导体激光器三、强度调制器、光衰减器和电流驱动单元；半导体激光器一与环形器通过光纤连接，环形器与光学分束器通过光纤连接，光学分束器通过光纤臂一与半导体激光器二连接，光纤臂一设置有光学延迟线，光学分束器通过光纤臂二与半导体激光器三连接；环形器与强度调制器通过光纤连接，强度调制器与光衰减器通过光纤连接；相位调制装置设置在光纤臂一或者光纤臂二上；半导体激光器一、半导体激光器二和半导体激光器三均连接有电流驱动单元；本发明产生的光脉冲的质量更好，可以降低系统误码。

技术领域

本发明属于量子密码分发技术(Quantum Key Distribution QKD)领域，特别涉及一种时间相位量子密钥分发系统发射端。

背景技术

量子密码通信结合了量子物理原理和现代通信技术。量子密码通信藉由物理原理保障异地密钥协商过程和结果的安全性，与“一次一密”加密技术结合，可以实现不依赖算法复杂度的保密通信。

目前，量子密码技术主要以光量子作为实现载体，通过自由空间或光纤信道进行分发。量子密钥分发设备依据不同的量子密钥分发协议的要求，利用各种光调制设备将经典随机比特加载到光量子的偏振、相位等物理量之上来进行传输，从而实现量子密钥的分发。量子密钥分发协议种类繁多，其中包括经典的BB84协议，MDI协议(测量设备无关协议)，DPS协议(差分相移协议)等等。

典型QKD系统一般包含一个发射端和一个接收端，发射端用于将密钥编码在光量子上，而接收端用于光量子的解码以及测量。由于QKD系统的密钥生产效率直接与系统误码率相关，所以这种系统对系统误码非常敏感，这使得在该系统中对发射端脉冲光源的要求非常高，其中包括低时域抖动，较窄光谱线宽等。其次对于各种相位编码QKD系统来说，由于在这些系统中，密钥信息加载在前后光脉冲的相位差上，所以典型发射端需要包含一个相位调制装置来对光脉冲进行调制。

注入锁定原理是指半导体激光器在外注入一个光脉冲的稍后，一般由电流驱动发射出短脉冲，在这种情况下外注入的光子代替了激光产生过程中的自发辐射产生的光子，从而使得新产生的光脉冲的相位由注入光脉冲决定，并且该半导体激光器相较于独立发光时的时域和频域特性都得到改善。

综上所述，需要提出一种新型的时间相位QKD系统发射端结构，利用该结构来解决现有技术中的典型QKD系统存在的系统误码大的缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足提供一种时间相位量子密钥分发系统发射端，本时间相位量子密钥分发系统发射端产生的光脉冲的质量更好，可以降低系统误码，系统误码小。

为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：

一种时间相位量子密钥分发系统发射端，包括半导体激光器一、环形器、光学分束器、光学延迟线、相位调制装置、半导体激光器二、半导体激光器三、强度调制器、光衰减器和电流驱动单元；

所述半导体激光器一与环形器的端口1通过光纤连接，环形器的端口2与光学分束器通过光纤连接，光学分束器通过光纤臂一与半导体激光器二连接，光纤臂一上设置有光学延迟线，光学分束器通过光纤臂二与半导体激光器三连接；环形器的端口3与强度调制器通过光纤连接，强度调制器与光衰减器通过光纤连接；所述相位调制装置设置在光纤臂一上或者光纤臂二上；

所述半导体激光器一、半导体激光器二和半导体激光器三均连接有电流驱动单元；