[实用新型]一种M-Z型轨道角动量纠缠密钥分发网络系统

权利要求书

1.一种M-Z型轨道角动量纠缠密钥分发网络系统，包括Alice控制端、M-Z型复用单 元和Bob用户端，其特征在于：

所述Alice控制端包括纠缠产生单元、调制单元和符合测量单元，所述纠缠产生单元 包括泵浦光源LD、第一全反射镜和BBO晶体；

所述M-Z型复用单元包括第一复用模块和第二复用模块，其中第一复用模块包括第一 分束器BS、第二分束器BS、第一光束旋转器BR和第二至第五共四个全反射镜；所述第二 复用模块包括第三分束器BS、第四分束器BS、第二光束旋转器BR和第六至第九共四个全 反射镜；

所述Bob用户端包括Bob1和Bob2用户；

所述泵浦光源LD产生泵浦激光脉冲，所述激光脉冲经第一全反射镜改变传播方向后输 入到BBO晶体中，在所述BBO晶体参量下转换过程产生携带奇偶拓扑荷OAM纠缠态的信号 光和闲置光并分成两光路：信号光路和闲置光路；

所述信号光路路线：从所述BBO晶体输出的携带奇偶拓扑荷OAM纠缠态的激光脉冲依 次输入到所述第二全反射镜，然后改变光路后进入到所述第一分束器BS，接着信号光以50： 50的比例分成两束,其中一束信号光经过第四全反射镜改变传播方向后直接传输到第二分 束器BS，另一束信号光经过第三全反射镜改变光路后经过第一光束旋转器BR也同时进入到 第二分束器BS；所述两束信号光在所述第二分束器处BS处发生干涉，干涉后出射的两束光 分别进入到所述调制单元，最后进入到所述符合测量单元进行测量；

所述闲置光路路线：从所述BBO晶体输出的携带奇偶拓扑荷OAM纠缠态的激光脉冲依 次输入到所述第六全反射镜然后改变光路后进入到第三分束器BS，接着闲置光以50：50比 例分成两束,其中一束闲置光经过第八全反射镜改变传播方向后直接传输到所述第四分束 器BS，另一束闲置光经过第七全反射镜改变光路后经过第二光束旋转器BR也同时进入所述 第四分束器BS；然后所述两束闲置光在所述第四分束器BS处发生干涉，干涉后出射的两束 光分别进入到Bob用户端，最后与所述信号光一起进入到所述符合测量单元进行测量。

2.如权利要求1所述的一种M-Z型轨道角动量纠缠密钥分发网络系统，其特征在于， 所述调制单元包括并列的第三和第四计算机控制的空间光调制器SLM以及并列的第三和第 四两条单模光纤SMF，其中所述第三计算机控制的空间光调制器SLM与第三单模光纤SMF连 接，所述第四计算机控制的空间光调制器SLM与第四单模光纤SMF连接；所述第三计算机 控制的空间光调制器SLM直接与所述第二分束器BS连接，所述第三单模光纤SMF与所述符 合测量单元连接；所述第四计算机控制的空间光调制器SLM通过第五全反射镜与所述第二 分束器BS连接，所述第四单模光纤SMF与所述符合测量单元连接。

3.如权利要求1所述的一种M-Z型轨道角动量纠缠密钥分发网络系统，其特征在于， 所述Bob1用户包括第二计算机控制的空间光调制器SLM和与其连接的第二单模光纤SMF； 所述Bob2用户包括第一计算机控制的空间光调制器SLM和与其连接的第一单模光纤SMF； 所述第二计算机控制的空间光调制器SLM通过第九全反射镜与所述第四分束器BS连接，第 二单模光纤SMF与所述符合测量单元连接；所述第一计算机控制的空间光调制器SLM与所 述第四分束器BS连接，第一单模光纤SMF与所述符合测量单元连接。

4.如权利要求2或3任一所述的一种M-Z型轨道角动量纠缠密钥分发网络系统，其特 征在于，所述符合测量单元包括第一至第四共四个单光子探测器以及第一符合计数器和第 二符合计数器；所述信号光路路线和闲置光路路线进入到所述符合测量单元中时具体光路 路线如下：

信号光路路线：从所述BBO晶体输出的携带偶拓扑荷OAM纠缠态的激光脉冲依次输入 到所述第一复用模块、第三计算机控制的空间光调制器SLM、第三单模光纤SMF、第一单光 子探测器最后将其探测结果输入到所述第一符合计数器中；从所述BBO晶体输出的携带奇 拓扑荷OAM纠缠态的激光脉冲依次输入到所述第一复用模块、第四计算机控制的空间光调 制器SLM、第四单模光纤SMF、第三单光子探测器最后将其探测结果输入到所述第二符合计 数器中；

闲置光路路线：从所述BBO晶体输出的携带偶拓扑荷OAM纠缠态的激光脉冲依次输入 到所述第二复用模块、第一计算机控制的空间光调制器SLM、第一单模光纤SMF、第二单光 子探测器最后将其探测结果输入到所述第一符合计数器中；从所述BBO晶体输出的携带奇 拓扑荷OAM纠缠态的激光脉冲依次输入到所述第二复用模块、第二计算机控制的空间光调 制器SLM、第二单模光纤SMF、第四单光子探测器最后将其探测结果输入到所述第二符合计 数器中。