[发明专利]用于离散变量量子密钥分发的发射端芯片及方法

权利要求书

1.一种用于离散变量量子密钥分发的发射端芯片，其特征在于，包括：

顺次相连的脉冲激光器、第一强度调制器、第二强度调制器；

分别连接第二强度调制器的第一相位调制器、第二相位调制器；

与第一相位调制器相连的第一1×2分束器，与第二相位调制器相连的第二1×2分束器；

分别连接第一1×2分束器相连的延时波导、第一可调光衰减器，分别连接第二1×2分束器的第二可调光衰减器、第三可调光衰减器；

分别连接第一可调光衰减器、第二可调光衰减器的偏振旋转合成器，其输出口作为发射端芯片的第一外部光纤耦合口；

分别连接延时波导、第三可调光衰减器的2×1的50：50分束器，其输出口作为发射端芯片的第二外部光纤耦合口，

发射端芯片产生偏振态编码DV-QKD和时间-相位编码DV-QKD两种量子态。

2.如权利要求1所述的发射端芯片，其特征在于：

所述脉冲激光器产生周期为T的脉冲光，第一强度调制器对脉冲光进行逐个脉冲的光强细微调节，第二强度调制器将输入的光以可调节比例的光强分配比，输出到其本身的两个输出口：A口和B口；

第一相位调制器将A口进入的光场，增加相位因子后，输出到其本身的的输出口C口；第二相位调制器将B口进入的光场，增加相位因子后，输出到其本身的输出口D口；

第一1×2分束器将C口输入的光，以预先设计的光强分配比，输出到其本身的两个输出口：E口和F口；第二1×2分束器将D口输入的光的光功率，以预先设计的光强分配比，输出到其本身的两个输出口：G口和H口；

第一可调光衰减器将F口输入的光，以可调节的衰减百分比衰减后，输出到其本身的输出口I口；第二可调光衰减器将G口输入的光，以可调节的衰减百分比衰减后，输出到其本身的输出口J口；偏振旋转合成器将I口输入的光输出到其本身的输出口K口，即第一外部光纤耦合口，并将J口输入的光的偏振方向旋转90°，再输出到K口，I口和J口输入的光分别形成输出到外部光纤的光的偏振态的TE模能量分量和TM模能量分量；

延时波导按照预先设计的相对H口到第三可调光衰减器的输出口M口的光传播时间的延时值，延长E口到其本身的输出口L口的光传播时间；第三可调光衰减器将输入到H口的光，以可调节的衰减百分比衰减后，输出到M口；2×1的50：50分束器将L口输入的光功率的一半耦合到2×1的50：50分束器的输出口N口，即第二外部光纤耦合口N口，并将M口输入的光功率的一半耦合到N口。

3.如权利要求2所述的发射端芯片，其特征在于：所述发射端芯片产生偏振态物理自由度量子态时，K口对外耦合口状态为打开，N口对外耦合口状态为封闭，并且对应产生不同的偏振态物理自由度量子态所需的内部器件的工作方式如下：

产生偏振态物理自由度量子态|0：第二强度调制器使得A口最大化分配光功率，第一相位调制器和第二相位调制器无需对传播经过的光场加载相位因子，维持之前所加载的相位因子所施加的电压值；

产生偏振态物理自由度量子态|1：第二强度调制器使得B口最大化分配光功率，第一相位调制器和第二相位调制器无需对传播经过的光场加载相位因子，维持之前所加载的相位因子所施加的电压值；

产生偏振态物理自由度量子态第二强度调制器使得A口B口等比例分配光功率，第一相位调制器对传播经过它的光场加载相位因子第二相位调制器加载相位因子对传播经过它的光场加载相位因子且满足

产生偏振态物理自由度量子态第二强度调制器使得A口B口等比例分配光功率，第一相位调制器对传播经过它的光场加载相位因子第二相位调制器加载相位因子对传播经过它的光场加载相位因子且满足

产生偏振态物理自由度量子态第二强度调制器使得A口B口等比例分配光功率，第一相位调制器对传播经过它的光场加载相位因子第二相位调制器加载相位因子对传播经过它的光场加载相位因子且满足

产生偏振态物理自由度量子态第二强度调制器使得A口B口等比例分配光功率，第一相位调制器对传播经过它的光场加载相位因子第二相位调制器加载相位因子对传播经过它的光场加载相位因子且满足