[发明专利]一种基于孪生光束产生真随机数的装置及方法

摘要

一种基于孪生光束产生真随机数的装置及方法，所述装置包括激光器、非简并光学参量振荡器、光学分束系统、探测和信号处理系统。探测和信号处理系统包括两个光电探测器和后续信号处理系统；激光器输出的泵浦光注入到非简并光学参量振荡器，非简并光学参量振荡器可输出一对偏振正交的孪生光束，孪生光束经光学分束系统按其自身偏振分为两束光场，用两个光电探测器分别探测两束孪生光束的强度噪声，强度噪声信号经后续信号处理系统，从中提取出两列真随机数。本发明可工作于两种模式，通过直接探测孪生光束的强度噪声，可同时输出两列具有量子随机性的真随机数或者两列完全关联的真随机数。产生的真随机数，具有较高的速率和随机性。

主权项

1.一种基于孪生光束产生真随机数的装置，其特征在于，包括激光器（1）、顺次位于激光器（1）出射光路上的非简并光学参量振荡器（2）以及光学分束系统（3）；还包括探测和信号处理系统（4）；探测和信号处理系统（4）包括第一光电探测器（7A）、第二光电探测器（7B）以及后续信号处理系统（8）；两个光电探测器分别位于光学分束系统（3）的两个出射光路上；两个光电探测器的信号输出端均与后续信号处理系统（8）的信号输入端相连接；后续信号处理系统（8）向外输出两列具有量子随机性的真随机数或者两列完全关联的真随机数；后续信号处理系统（8）包括信号源（11）、第一混频器（12A）、第二混频器（12B）、第一低通滤波器（13A）、第二低通滤波器（13B）以及一个数据采集和后处理系统（14）；所述信号源（11）分别与两个混频器的信号输入端相连接；第一光电探测器（7A）的信号输出端与第一混频器（12A） 的信号输入端相连接；第二光电探测器（7B）的信号输出端与第二混频器（12B）的信号输入端相连接；第一混频器（12A）的信号输出端与第一低通滤波器（13A）的信号输入端相连接，第二混频器（12B）的信号输出端与第二低通滤波器（13B）的信号输入端相连接；两个低通滤波器的信号输出端均与数据采集和后处理系统（14）的信号输入端相连接；所述的非简并光学参量振荡器（2）包括KTP晶体（9）和凹面镜（10）；所述的光学分束系统（3）包括顺次位于非简并光学参量振荡器（2）出射光路上的半波片（5）和棱镜（6）；第一光电探测器（7A）位于棱镜（6）的透射光路上，第二光电探测器（7B）位于棱镜（6）的反射光路上。