[发明专利]量子密钥分发系统的发送端及其脉冲光源、编码装置

说明书

本发明公开的无需干涉仪的可用于时间相位编码的编码装置，涉及量子通信领域，包括主激光器、从激光器、光学传输元件、相位调制器和强度调制器，其中，主激光器被配置为制备占空比大于设定阈值的第一脉冲光，从激光器被配置为根据第一脉冲光制备第二脉冲光，相位调制器被配置为对第二脉冲光进行相位编码，使得第二脉冲光中连续的两个脉冲光之间的相位差保持在0或，强度调制器被配置为根据第二脉冲光制备诱骗态的脉冲光，提高了安全性能和稳定性，降低了复杂度和成本。另外，本发明还公开了一种可用于时间相位编码的脉冲光源、量子密钥分发系统的发送端。

技术领域

本发明涉及量子通信领域，具体涉及一种量子密钥分发系统的发送端以及该发送端的脉冲光源、编码装置。

背景技术

为了提高量子密钥分发系统的成码率、成码距离，以及实现抗外界环境扰动的稳定性，当前主要采用基于时间相位编码的量子密钥分发系统。目前的基于时间相位编码的量子密钥分发系统主要包括以下两种：

（1）采用将多路主激光器与一路从激光器结合的方式，以解决输出波长不一致的问题；

（2）采用将一路主激光器与两路从激光器结合的方式以解决如何基于光纤或平面光波导制备多个长度匹配的不等臂干涉仪的问题。

这两种方案存在以下缺陷：

（1）虽然都采用了注入锁定方式，但受到多路主激光器内部硬件结构的影响，多路主激光器输出的脉冲光的宽度或幅度不可能完全相同，导致多路主激光器的输出波长也不可能完全相同，所以说，该方案均不能有效保证多路主激光器的输出波长的一致性，导致现有的基于时间相位编码的量子密钥分发系统的安全性能不高；

（2）都需要干涉仪进行相位编码，容易收到外界温度的影响导致干涉仪与接收机之间的干涉效果较差且在大规模量子通信网络中需要对干涉仪做恒温及抗震设计，导致现有的基于时间相位编码的量子密钥分发系统复杂度高、成本高、稳定性较差。

发明内容

本发明实施例提供了一种量子密钥分发系统的发送端以及用于该发送端的光源、编码装置，用以解决现有技术存在的不能有效保证多路激光器的输出波长一致性、安全性能低、复杂度高、成本高、稳定性差的缺陷。

为了实现上述目的，第一方面，本发明实施例提供的可同时用于时间编码和相位编码的脉冲光源包括：

主激光器，被配置为制备占空比大于设定阈值的第一脉冲光；

从激光器，被配置为根据所述第一脉冲光，制备第二脉冲光，其中，所述第二脉冲光包括前脉冲光、后脉冲光和连续的两个脉冲光。

作为本发明一个优选的实施例，所述主激光器还被配置为将所述第一脉冲光作为种子光进行注入锁定。

作为本发明一个优选的实施例，所述第一脉冲光为占空比为50%的周期光。

作为本发明一个优选的实施例，所述前脉冲光的时间编码均为Z0。

作为本发明一个优选的实施例，所述后脉冲光的时间编码均为Z1。

作为本发明一个优选的实施例，该脉冲光源还包括光学传输元件，其中，所述主激光器通过所述光学传输元件将所述第一脉冲光注入所述从激光器。

作为本发明一个优选的实施例，所述光学传输元件为环形器。

第二方面，本发明实施例提供的无需干涉仪的可用于时间相位编码的编码装置包括如第一方面所述的脉冲光源。

作为本发明一个优选的实施例，该编码装置还包括相位调制器，其中，所述相位调制器被配置为对所述第二脉冲光进行相位编码，使得所述第二脉冲光中连续的两个脉冲光之间的相位差维持在0或π。

作为本发明一个优选的实施例，该编码装置还包括强度调制器，其中，所述强度调制器被配置为根据所述第二脉冲光，制备信号态的脉冲光和诱骗态的脉冲光。