[实用新型]一种相位偏振多自由度调制QKD网络系统

权利要求书

1.一种相位偏振多自由度调制QKD网络系统，包括Alice控制端、波分复用单元和多用户Bob端，Alice端通过波分复用单元与多用户Bob端连接，其特征在于：

所述Alice端包括多波长激光产生装置、衰减器、第一偏振分束器、第一合束器、相位调制器、第一偏振控制器和第二偏振控制器；

所述波分复用单元包括波长选择装置；

所述多用户Bob端包括接收不同波段的若干单元Bob用户端，所述单元Bob用户端均包括第二偏振分束器、第三偏振控制器、第四偏振控制器、第三偏振分束器、第四偏振分束器、第二合束器、第三合束器、第一光子探测器、第二光子探测器、第三光子探测器和第四光子探测器；

所述多波长激光产生装置产生具有多个波长的脉冲串，然后经所述衰减器衰减为单光子脉冲，单光子脉冲经过所述第一偏振分束器分成垂直偏振和水平偏振脉冲，所述垂直偏振和水平偏振脉冲分别通过上臂路径和下臂路径进入到所述第一合束器合束；再经过所述相位调制器对脉冲随机调制kπ(k＝0，1)相位分别到达第一偏振控制器和第二偏振控制器进行脉冲偏振旋转，最后两脉冲以相同的偏振态进入所述多用户Bob端；

具有相同偏振的多波长激光脉冲传输到波长路由装置，根据波长寻址的方式选择相应波长的单元Bob用户端，经过所述单元Bob用户端的第二偏振分束器，进行偏振解调，当偏振比特为“0”时，选择水平偏振脉冲经过所述第三偏振控制器；当偏振比特为“1”时，选择垂直偏振脉冲经过所述第四偏振控制器；

从第三偏振控制器输出后，经过所述第三偏振分束器形成上臂路径和下臂路径两条路径：其中上臂路径：前脉冲经过延时到达所述第二合束器；下臂路径：后脉冲直接到达所述第二合束器，上臂路径和下臂路径的两束光在所述第二合束器处发生干涉，然后根据随机调制的相位差所述第一光子探测器和第二光子探测器做出识别响应；

从第四偏振控制器输出后，经过所述第四偏振分束器形成上臂路径和下臂路径两条路径：其中上臂路径：前脉冲经过延时到达所述第三合束器；下臂路径：后脉冲直接到达所述第三合束器，上臂路径和下臂路径的两束光在所述第三合束器处发生干涉，然后根据随机调制的相位差所述第三光子探测器和第四光子探测器做出识别响应。

2.如权利要求1所述的一种相位偏振多自由度调制QKD网络系统，其特征在于，所述上臂路径比下臂路径多了一个T的延时。

3.如权利要求1所述的一种相位偏振多自由度调制QKD网络系统，其特征在于，所述第一偏振控制器将脉冲偏振旋转所述第二偏振控制器将脉冲偏振旋转其中n的取值分别为“0”或“1”。

4.如权利要求1所述的相位偏振多自由度调制QKD网络系统，其特征在于，所述波长路由装置为波分复用器、阵列波导光栅、布拉格光栅或者波长选择开关。

5.如权利要求1所述的相位偏振多自由度调制QKD网络系统，其特征在于，所述的多波长激光产生装置包括多波长脉冲激光器和波长选择器，所述多波长脉冲激光器产生满足多个单元Bob用户端同时通信的相干多波长脉冲激光，然后通过所述波长选择器进行选择，使各个单元Bob用户端选择相应波长的脉冲激光。

6.如权利要求5所述的相位偏振多自由度调制QKD网络系统，其特征在于，所述波长选择器采用二级等差频率间隔的方式选择波长。

7.如权利要求1所述的相位偏振多自由度调制QKD网络系统，其特征在于，所述第一光子探测器、第二光子探测器、第三光子探测器和第四光子探测器依据脉冲的相位差做出响应为：当两个连续脉冲的相位差为0时，所述第一光子探测器响应，测量结果为“00”，第二光子探测器响应，测量结果“01”；当两个连续脉冲的相位差为π时，所述第三光子探测器响应，测量结果为“10”，第四光子探测器响应，测量结果为“11”。

8.如权利要求1所述的相位偏振多自由度调制QKD网络系统，其特征在于，所述单元Bob用户端为Bobn，其中n为非零自然数。