[发明专利]应用于量子密钥分发片上系统的相位调制单元

说明书

本公开提供了一种应用于量子密钥分发片上系统的相位调制单元，包括：第一干涉臂，第一干涉臂上设置有第一高速相位调制器和第一热光相位调制器；第一热光相位调制器的输出端与第一高速相位调制器的输入端连接，第一热光相位调制器用于对第一分束器的输出端输出的第一光信号加载第一附加相位，并利用第一高速相位调制器调制加载有第一附加相位的第一光信号，以使得相位调制单元输出光子透过率恒定的输出光信号；第二干涉臂，第二干涉臂上设置有第二高速相位调制器；第一分束器和第二分束器，第一干涉臂的输入端和第二干涉臂的输入端分别与第一分束器的两个输出端连接，第一干涉臂的输出端和第二干涉臂的输出端分别与第二分束器的两个输入端连接。

技术领域

本公开涉及量子通信技术领域，更具体地，涉及一种应用于量子密钥分发片上系统的相位调制单元。

背景技术

密钥是实现安全保密通信的基石。量子密钥分发技术由量子力学基本原理出发，通过与“一次一密”加密技术相结合，可以实现理论上无条件安全的密钥分发。

在量子密钥分发系统中，所用到调制器可以分为相位调制器、强度调制器和偏振调制器。这几种调制器的功能组合可以实现包括相位随机化、相位编码、脉冲产生、诱骗态调制、偏振编码和基选择等所有的高速编码功能。随着量子密钥分发系统的工作频率越来越高，在芯片上对量子态调制速率的要求也越来越高。

在实现本公开构思的过程中，发明人发现相关技术中至少存在如下问题：相关技术的相位调制器制备的光信号的光子透过率的稳定性较差，存在较多的不完美性。

发明内容

有鉴于此，本公开实施例提供了一种应用于量子密钥分发片上系统的相位调制单元，包括：

第一干涉臂，其中，上述第一干涉臂上设置有第一高速相位调制器和第一热光相位调制器；上述第一热光相位调制器的输出端与上述第一高速相位调制器的输入端连接，其中，上述第一热光相位调制器用于对第一分束器的输出端输出的第一光信号加载第一附加相位，并利用上述第一高速相位调制器调制加载有上述第一附加相位的第一光信号，以使得上述相位调制单元输出光子透过率恒定的输出光信号；

第二干涉臂，其中，上述第二干涉臂上设置有第二高速相位调制器；

上述第一分束器和第二分束器，其中，上述第一干涉臂的输入端和上述第二干涉臂的输入端分别与上述第一分束器的两个输出端连接，上述第一干涉臂的输出端和上述第二干涉臂的输出端分别与上述第二分束器的两个输入端连接。

根据本公开的实施例，上述第一分束器和第二分束器的分束比不同。

根据本公开的实施例，相位调制单元相位调制单元还包括：

两个第三干涉臂，其中，一个上述第三干涉臂上设置有第二热光相位调制器，上述第二热光相位调制器用于对第三分束器输出的第二光信号加载第二附加相位，上述两个第三干涉臂的输出端均与上述第一分束器的输入端连接；以及

上述第三分束器，上述第三分束器的两个输出端分别与两个上述第三干涉臂的输入端连接。

根据本公开的实施例，相位调制单元还包括：

两个第四干涉臂，其中，一个上述第四干涉臂设置有第三热光相位调制器，上述第三热光相位调制器用于对上述第二分束器输出的第三光信号加载第三附加相位，上述两个第四干涉臂的输入端均与上述第二分束器的输出端连接；以及

第四分束器，上述第四分束器的两个输入端分别与两个上述第四干涉臂的输出端连接。

根据本公开的实施例，相位调制单元还包括：

第四热光相位调制器，设置于上述第二干涉臂上，上述第四热光相位调制器用于对上述第一分束器的输出端输出的第四光信号加载第四附加相位，以使得上述相位调制单元根据加载有上述第一附加相位的第一光信号和加载有上述第四附加相位的第四光信号输出上述光子透过率恒定的输出光信号。