[发明专利]用于量子密钥分发的偏振编码装置及量子密钥分发系统

权利要求书

1.一种用于量子密钥分发的偏振编码装置，其特征在于，包括激光器LD、光路选择器、2X2偏振编码模块以及合束器BC，所述2X2偏振编码模块设置两个输入端口分别为第一端口、第二端口，所述2X2偏振编码模块设置两个输出端口分别为第三端口、第四端口，所述激光器LD与光路选择器的第一端口相连，光路选择器的第二端口、第三端口对应与2X2偏振编码模块的第一端口、第二端口相连，2X2偏振编码模块的第三端口、第四端口对应与合束器BC的第一端口、第二端口相连，所述2X2偏振编码模块包括第一环形器CIR1、第二环形器CIR2、第一偏振分束器PBS1、光纤延时线DL、相位调制器PM、第二偏振分束器PBS2以及反射组件，其中，第一环形器CIR1与第一偏振分束器PBS1第一端口之间通过保偏光纤进行45°熔接，第二环形器CIR2与2X2偏振编码模块的第二端口之间通过保偏光纤进行45°熔接，所述光纤延时线DL、相位调制器PM、第一偏振分束器PBS1和第二偏振分束器PBS2组成不等臂干涉仪，所述第一偏振分束器PBS1的第三端口和第二偏振分束器PBS2的第四端口连接成为不等臂干涉仪的短臂，所述第一偏振分束器PBS1的第二端口连接光纤延时线DL、相位调制器PM，并和第二偏振分束器PBS2的第一端口连接成为不等臂干涉仪的长臂，所述第二偏振分束器PBS2的第二端口、第三端口连接反射组件。

2.如权利要求1所述的用于量子密钥分发的偏振编码装置，其特征在于，所述反射组件包括第一法拉第旋转器FR1、第一从激光器SL1、第二法拉第旋转器FR2以及第二从激光器SL2，所述第一法拉第旋转器FR1的两端分别与第二偏振分束器PBS2的第二端口以及第一从激光器SL1连接，所述第二法拉第旋转器FR2的两端分别与第二偏振分束器PBS2的第三端口以及第二从激光器SL2连接，所述第一法拉第旋转器FR1和第二法拉第旋转器FR2的偏振态旋转角度均为45°。

3.如权利要求1所述的用于量子密钥分发的偏振编码装置，其特征在于，所述反射组件包括第一光开关OSW1、第一法拉第反射镜FM1、第二光开关OSW2、第二法拉第反射镜FM2，所述第一光开关OSW1和第二光开关OSW2均为1X1光开关，所述第一光开关OSW1的两端分别与第二偏振分束器PBS2的第二端口以及第一法拉第反射镜FM1连接，所述第二光开关OSW2的两端分别与第二偏振分束器PBS2的第三端口以及第二法拉第反射镜FM2连接。

4.如权利要求1所述的用于量子密钥分发的偏振编码装置，其特征在于，所述反射组件包括第三法拉第反射镜FM3和第四法拉第反射镜FM4，所述第三法拉第反射镜FM3与第二偏振分束器PBS2的第二端口连接，所述第四法拉第反射镜FM4与第二偏振分束器PBS2的第三端口连接。

5.如权利要求1所述的用于量子密钥分发的偏振编码装置，其特征在于，所述反射组件包括第三法拉第旋转器FR3，所述第三法拉第旋转器FR3的两端分别与第二偏振分束器PBS2的第二端口和第三端口连接并构成萨格纳克环，所述第三法拉第旋转器FR3的偏振态旋转角度为90°。

6.如权利要求1-3任意一种所述的用于量子密钥分发的偏振编码装置，其特征在于，所述光路选择器为分束器BS。

7.如权利要求1、4、5任意一种所述的用于量子密钥分发的偏振编码装置，其特征在于，所述光路选择器为光开关OSW，所述光开关OSW为1X2光开关。

8.一种偏振编码量子密钥分发系统，包括权利要求1至5中任一种用于量子密钥分发的偏振编码装置，其特征在于，包括通过光纤信道连接的发射端Alice以及接收端Bob，所述用于量子密钥分发的偏振编码装置设置在发射端Alice。