[实用新型]基于法拉第‑迈克尔逊干涉连续变量量子密钥分发系统

摘要

本实用新型公开了一种基于法拉第‑迈克尔逊干涉连续变量量子密钥分发系统，发射端用以产生重频、脉宽等参数符合的脉冲光源，并对信号光正则分量X和P进行调制；通信信道为光传播通道，用于将发射端调制的信号光和未调制的本振光传输到接收端；接收端解调模块实现测量选基X或者P，接收端零差探测模块用于探测处理，获得信号的调制信息数据。本实用新型引入了两个不等臂法拉第‑迈克尔逊干涉环，借助法拉第偏振旋转镜，使脉冲往返过程中偏振扰动得到自补偿，有利于提高系统的稳定性，不易受偏振干扰；可结合现有的探测技术和后处理算法，实现长距离稳定量子密钥分发。

主权项

一种基于法拉第‑迈克尔逊干涉连续变量量子密钥分发系统，包括发射端、通信信道和接收端；发射端的输出端连接通信信道的输入端，通信信道的输出端连接接收端的输入端；其特征在于：所述发射端包括光源模块和调制模块，光源模块的输出端连接调制模块的输入端；所述光源模块包括依次连接的连续激光器Laser、振幅调制器AM1和隔离器ISO；连续激光器Laser用于产生所需波长的连续激光，振幅调制器AM1用于对激光器Laser输出光参数进行调控；振幅调制器AM1的输出光接入隔离器ISO的输入端；隔离器ISO的另外一端接入调制模块；所述调制模块为F‑M环调制模块；所述F‑M环调制模块包括2*2分束器BS1、法拉第旋镜FM1、法拉第旋镜FM2、相位调制器PM1，振幅调制器AM1；2*2分束器BS1有四个分束臂，分别是分束臂B1、分束臂B2、分束臂B3和分束臂B4；分束臂B3和分束臂B4臂长不等；四个分束臂的前端分别对应四个端口，分别为端口BS11、端口BS12、端口BS13、端口BS14；端口BS11连接隔离器ISO，端口BS12连接通信信道；连接光源模块的端口为入射端，连接通信信道的端口为出射端；端口BS13连接法拉第旋镜FM1，端口BS14连接法拉第旋镜FM2；光源模块产生的连续激光经入射端进入2*2分束器BS1，经过2*2分束器BS1分束后形成本振光和信号光，本振光进入端口BS13，信号光进入端口BS14；本振光和信号光分别经法拉第旋镜FM1和法拉第旋镜FM2反射后进入2*2分束器BS1并发生耦合；法拉第旋镜FM1和法拉第旋镜FM2均为90度旋转法拉第反射镜，用于使反射光偏振方向相对于入射光旋转90度；本振光和信号光的反射光经分束器BS1耦合后进入端口BS11和端口BS12；其中进入端口BS11的反射光被光源模块隔离器ISO损耗掉，进入端口BS12的反射光接入通信信道；通信信道为光传播通道，用于将发射端调制的信号光和未调制的本振光传输到接收端；所述接收端包括解调模块和零差探测模块；解调模块为解调F‑M环模块，解调F‑M环模块包含环形器CIR2、2*2不等臂分束器BS3、法拉第旋镜FM3、法拉第旋镜FM4和相位调制器PM2；环形器CIR2的C21端口通信信道相连，C22端口与BS3相连，C23端口连接零差探测组件；分束器BS3分束比为50:50；分束器BS3为2*2分束器，有四个分束臂，分别是分束臂B5、分束臂B6、分束臂B7和分束臂B8；四个分束臂的前端分别对应分别四个端口，分别为端口BS31、端口BS32、端口BS33、端口BS34；端口BS31连接通信信道，端口BS32连接光电探测器PIN4，端口BS33连接法拉第旋镜FM3，端口BS34连接法拉第旋镜FM4；分束臂B7和分束臂B8的臂长差与分束臂B3和分束臂B4臂长差相等，即|lB7‑lB8|＝|lB3‑lB4|；端口BS31连接环形器CIR2的端口C22，将法拉第旋镜FM3和法拉第旋镜FM4的反射光输入环形器CIR2的端口C22，然后经环形器CIR2的端口C23输入到光电探测器PIN3；所述零差探测模块包含光电探测器PIN3和光电探测器PIN4以及处理电路；零差探测模块用于对光电探测器PIN3和光电探测器PIN4的结果做差处理，以获得调制信号信息数据。