[发明专利]一种小型化量子认证系统

权利要求书

1.一种小型化的量子认证系统，其特征在于：整体从上往下分为第零层、第一层、第二层、 第三层，共四层，其中：

第零层，用于放置PUF钥匙（23）；所述第零层设置有一个电控二维平移台（22），电控二维平移台（22）上放置PUF钥匙（23），PUF钥匙（23）正下方对应的第零层底部设有出光口；

第一层，用于放置产生单光子光束并对单光子光束波前进行调制的光路，对PUF钥匙（23）进行照明的光路；所述第一层中，按照激光的传输方向依次放入激光头（1）、反射镜I（2）、物镜（3）、透镜I（4）、衰减片组（5）、分光棱镜I（6），激光经过分光棱镜I（6）的透射方向上设置有反射型空间光调制器（9）；激光经过分光棱镜I（6）反射后的方向放置有透镜II（7）和发光二极管（8），发光二极管（8）位于透镜II（7）的焦点上；与透镜II（7）和发光二极管（8）相对的分光棱镜I（6）的另一侧设置有分光棱镜II（10），分光棱镜II（10）位于第零层的出光口的正下方，分光棱镜II（10）与第零层的出光口之间设置有透镜IV（21），透镜IV（21）的焦点处设置PUF钥匙（23），PUF钥匙（23）位于第零层上端；在激光头（1）的旁边设置反射型空间光调制器（9）的控制盒（11）；其中，分光棱镜I（6）和分光棱镜II（10）均为1：1分光棱镜；

第二层，用于放置对PUF钥匙（23）成像的光路和认证的解调光路；所述第二层中按照光的传输方向依次放置反射镜II（12）、二向色镜（13），二向色镜（13）的光反射方向上依次设置有透镜III（17）和CCD相机（18），CCD相机（18）位于透镜III（17）的焦点处，透镜III（17）的焦点和透镜IV（21）的焦点重合组成4F系统；二向色镜（13）透射方向上依次放置透射型空间光调制器（14）、针孔（15）、窄带带通滤光片（24）和光子计数器（16）；二向色镜（13）对发光二极管（8）发出的光反射，对激光头（1）发出的光透射；

第三层，用于放置激光的电源（19）和透射型空间光调制器（14）的控制电路；所述第三层中放置用于供第一层激光使用的电源（19）以及用于第二层使用的透射型空间光调制器（14）的控制盒（20）。

2.根据权利要求1所述小型化的量子认证系统，其特征在于：所述出光口上镶嵌有双通道窄带带通滤光片（25）。

3.根据权利要求2所述小型化的量子认证系统，其特征在于：所述量子认证系统具体实施时，初始都需要先对PUF钥匙进行定位，定位的详细过程为：

首先，激光处于关闭状态，打开发光二极管（8），打开CCD相机（18），发光二极管（8）发出的光经透镜II（7）变换为平行光，平行光穿过分光棱镜I（6）后分成两束光，其中一束光经过分光棱镜II（10）向上反射并经透镜IV（21）和双通道窄带带通滤光片（25）后照射到PUF钥匙（23）上；

被PUF钥匙（23）散射的光通过双通道窄带带通滤光片（25）和透镜IV（21）以及分光棱镜II（10）后到达第二层，在第二层被反射镜II（12）反射后通过二向色镜（13）和透镜III（17）后在CCD相机（18）上成像，通过控制电控二维平移台（22）的移动使PUF钥匙（23）上的标记位置的在CCD相机（18）上的像出现在指定位置，完成PUF钥匙（23）定位过程；定位完成后关闭发光二极管（8）和CCD相机（18）。