[发明专利]用于时间相位编码量子密钥分发系统发送端的芯片结构

说明书

本发明公开的用于时间相位编码量子密钥分发系统发送端的芯片结构，涉及量子通信领域，包括不等臂干涉仪、第一等臂干涉仪和第二等臂干涉仪，其中，第一等臂干涉仪与不等臂干涉仪的短臂光连接，不等臂干涉仪包括第一耦合器和第二耦合器，第一等臂干涉仪被配置为维持不等臂干涉仪的两个臂输出的光信号的强度一致，第二等臂干涉仪被配置为制备诱骗态的光信号，实现了基于时间相位编码的量子密钥分发系统发送端的集成化，减小了量子密钥分发系统发送端的体积大、降低了成本、提高了稳定性。

技术领域

本发明涉及量子通信领域，具体涉及一种用于时间相位编码量子密钥分发系统的芯片结构。

背景技术

量子密钥分发作为一种全新的安全通信技术，近年来受到广泛的关注，在量子密钥分发过程中，利用光子作为安全通信的物理载体并主要利用光子的偏振态进行编码。

量子密钥分发的过程可以通过光纤传输光子的方式实现，也可以通过自由空间（大气）传输光子的方式实现。由于发送端产生的光子通过普通的单模光纤或大气层传输至接收端时，光子会发生折射，使得光子的偏振态发生改变，而光子的偏振态的改变会增加量子通信的误码率，使得基于偏振态编码的量子密钥分发系统的性能不佳。

为了解决上述问题，当前主要采用基于时间相位编码的量子密钥分发系统进行量子密钥分发。但是，当前的基于时间相位编码的量子密钥分发系统的发送端的各个元器件之间通过光纤和法兰光连接，所以说，当前的基于时间相位编码的量子密钥分发系统的发送端并未实现集成化，导致当前的基于时间相位编码的量子密钥分发系统发送端的体积大、成本高且不易维护、稳定性不高。

发明内容

本发明实施例提供了一种用于时间相位编码量子密钥分发系统发送端的芯片结构，用以解决现有技术存在的体积大、成本高、不易维护、稳定性不高的缺陷。

为了实现上述目的，本发明实施例提供的不等臂干涉仪、第一等臂干涉仪和第二等臂干涉仪，其中：

所述第一等臂干涉仪与所述不等臂干涉仪的短臂光连接；

所述不等臂干涉仪包括第一耦合器和第二耦合器；

所述第一等臂干涉仪被配置为维持所述不等臂干涉仪的两个臂输出的光信号的强度一致；

所述第二等臂干涉仪，被配置为制备诱骗态的光信号。

作为本发明一个优选的实施例，所述第一等臂干涉仪包括第一电光调制器和塞格纳克干涉仪。

作为本发明一个优选的实施例，所述第一等臂干涉仪包括第三耦合器、第四耦合器和所述第一电光调制器。

作为本发明一个优选的实施例，所述第二等臂干涉仪包括第五耦合器、第六耦合器、第二电光调制器和第二热光调制器。

作为本发明一个优选的实施例，该芯片结构还包括第七耦合器，所述第七耦合器被配置为将所述不等臂干涉仪输出的第一光信号及所述第二等臂干涉仪输出的第二光信号合束，得到第三光信号。

作为本发明一个优选的实施例，所述第七耦合器还被配置为根据设定的比例，将所述第三光信号按能量分为两束光信号并将两束所述光信号中的一束光信号传输至接收端。

作为本发明一个优选的实施例，所述第二热光调制器被配置为维持输入所述第七耦合器的两束光信号的强度一致。

作为本发明一个优选的实施例，所述第七耦合器与所述不等臂干涉仪及所述第二等臂干涉仪之间分别通过平面光波导光连接。

作为本发明一个优选的实施例，所述第一电光调制器为电光相位调制器。

作为本发明一个优选的实施例，所述第二电光调制器为电光相位调制器。

本发明实施例提供的用于时间相位编码量子密钥分发系统的芯片结构具有以下有益效果：