[发明专利]相位调制偏振编码的四态量子编码器和解码器及量子密钥分发系统

权利要求书

1.一种相位调制偏振编码四态量子编码器，其特征在于，包括：

偏振控制器PC(101)，第一环形器CIR(102)，第一偏振分束器PBS(103)，第一、二、三法拉第反射旋转镜FM(104、105、107)和第一相位调制器PM(106)；

偏振控制器PC(101)的输入端为光波输入端，偏振控制器PC(101)的输出端接第一环形器CIR(102)的第一端口，第一环形器CIR(102)的第二端口接第一偏振分束器PBS(103)的第一端口，第一偏振分束器PBS(103)的第二、四端口分别与第一、二法拉第反射旋转镜FM(104、105)连接，第一偏振分束器PBS(103)的第三端口与第三法拉第反射旋转镜FM(107)连接，第一相位调制器PM(106)的两端分别与第三法拉第反射旋转镜FM(107)、第一偏振分束器PBS(103)的第三端口连接，第一相位调制器PM(106)用于调制经过第一偏振分束器PBS(103)的第三端口与第三法拉第反射旋转镜FM(107)的光波；第一环形器CIR(102)的第三端口为光波输出端。

2.根据权利要求1所述的相位调制偏振编码四态量子编码器，其特征在于，第一、二、三法拉第反射旋转镜FM(104、105、107)分别通过单模光纤或保偏光纤与第一偏振分束器PBS(103)连接。

3.根据权利要求2所述的相位调制偏振编码四态量子编码器，其特征在于，编码器输出的偏振态由第一相位调制器PM(106)的加载相位确定，当其加载相位为0，v₀和四种电压时，其中v₀为相位调制器的半波电压，则编码器输出的偏振态分别为45°线偏振，左旋圆偏振，135°线偏振和右旋圆偏振。

4.根据权利要求3所述的相位调制偏振编码四态量子编码器，其特征在于，第一相位调制器PM(106)在每个码位加载的四个电压由第一随机码发生器(108)产生，第一随机码发生器(108)能够随机产生0，v₀和四种电压。

5.一种相位调制偏振编码四态量子解码器，其特征在于，包括：

第二环形器CIR(201)、第二偏振分束器PBS(202)，第四、五、六法拉第反射旋转镜FM(203、204、206)和第二相位调制器PM(205)；

第二环形器CIR(201)的第一端口为光波输入端，第二环形器CIR(201)的第二端口与第二偏振分束器PBS(202)的第一端口连接，第二偏振分束器PBS(202)的第二、四端口分别与第四、五法拉第反射旋转镜FM(203、204)连接，四端口的偏振分束器PBS(20)的第三端口与第六法拉第反射旋转镜FM(206)连接，第二相位调制器PM(205)的两端分别与第二偏振分束器PBS(202)的第三端口、第三法拉第反射旋转镜FM(206)连接，第二相位调制器PM(205)用于调制经过第二偏振分束器PBS(202)的第三端口与第六法拉第反射旋转镜FM(206)的光波；第二环形器CIR(201)的第三端口为光波输出端。

6.根据权利要求5所述的相位调制偏振编码四态量子解码器，其特征在于，第四、五、六法拉第反射旋转镜FM(203、204、206)分别通过单模光纤或保偏光纤与第二偏振分束器PBS(202)连接。

7.根据权利要求6所述的相位调制偏振编码四态量子解码器，其特征在于，编码器输出的偏振态由第二相位调制器PM(205)的加载相位确定，当其加载相位为0，v₀和四种电压时，其中v₀为相位调制器的半波电压，则编码器输出的偏振态分别为45°线偏振，左旋圆偏振，135°线偏振和右旋圆偏振。

8.根据权利要求7所述的相位调制偏振编码四态量子解码器，其特征在于，第二相位调制器PM(205)在每个码位加载的四个电压由第二随机码发生器(207)产生，第二随机码发生器(207)能够随机产生0，v₀和四种电压。