[发明专利]基于偏振调制时间编码的HD-QKD系统

权利要求书

1.一种基于偏振调制时间编码的HD-QKD系统，包括相匹配的发送端和接收端，其特征在于，所述发送端基于光注入的方式生成偏振调制的光脉冲组，再经由基矢调制和诱骗态调制得到编码后光脉冲组，编码后光脉冲组经衰减后发送至接收端；

所述接收端将来自发送端的编码后光脉冲组进行分束后分别利用Z基矢探测模块和X基矢探测模块进行探测。

2.如权利要求1所述的基于偏振调制时间编码的HD-QKD系统，其特征在于，所述发送端包括：

偏振脉冲组生成装置，用于生成各脉冲带有相应偏振的光脉冲组；

基矢调制装置，用于对偏振调制脉冲组进行基矢调制；

诱骗态调制装置，用于对基矢调制后的光脉冲进行随机强度调制得到编码后光脉冲组；

衰减器，用于将编码后光脉冲组经衰减至单光子水平。

3.如权利要求1所述的基于偏振调制时间编码的HD-QKD系统，其特征在于，所述发送端包括：

偏振脉冲组生成装置，用于生成各脉冲带有相应偏振的光脉冲组；还用于对偏振调制脉冲组进行基矢调制；

诱骗态调制装置，用于对基矢调制后的光脉冲进行随机强度调制得到编码后光脉冲组；

衰减器，用于将编码后光脉冲组经衰减至单光子水平。

4.如权利要求1所述的基于偏振调制时间编码的HD-QKD系统，其特征在于，所述发送端包括：

偏振脉冲组生成装置，用于生成各脉冲带有相应偏振的光脉冲组；还用于对偏振调制脉冲组进行基矢调制；还用于对基矢调制后的光脉冲进行随机强度调制得到编码后光脉冲组；

衰减器，用于将编码后光脉冲组经衰减至单光子水平。

5.如权利要求2～4任一项所述的基于偏振调制时间编码的HD-QKD系统，其特征在于，所述偏振脉冲组生成装置包括相位准备激光器和第一、第二脉冲产生激光器，所述相位准备激光器用于产生长脉冲并分别注入到两脉冲产生激光器，两脉冲产生激光器产生不同偏振态的脉冲组并耦合为一路输出。

6.如权利要求5所述的基于偏振调制时间编码的HD-QKD系统，其特征在于，所述偏振脉冲组生成装置还包括：

平衡分束器，相位准备激光器产生的长脉冲经由平衡分束器分为两路；

第一光纤环形器，来自平衡分束器的其中一路经由第一光纤环形器进入第一脉冲产生激光器，第一脉冲产生激光器生成水平偏振的光脉冲并经由第一光纤环形器输出；

第二光纤环形器，来自平衡分束器的另一路经由第二光纤环形器进入第二脉冲产生激光器，第二脉冲产生激光器生成垂直偏振的光脉冲并经由第二光纤环形器输出；

偏振分束器，来自第一光纤环形器和第二光纤环形器的光脉冲经由该偏振分束器耦合为一路输出。

7.如权利要求1所述的基于偏振调制时间编码的HD-QKD系统，其特征在于，所述X基矢探测模块包括干涉模块以及数量与编码维度相应的单光子探测器，各单光子探测器分别探测相应的干涉结果。

8.如权利要求7所述的基于偏振调制时间编码的HD-QKD系统，其特征在于，光脉冲编码维度为4。

9.如权利要求7所述的基于偏振调制时间编码的HD-QKD系统，其特征在于，所述干涉模块包括一个主干涉单元以及与单光子探测器数量匹配的子干涉单元，其中主干涉单元中包括保偏偏振分束器、延时线以及分束器，入射至主干涉单元的编码后光脉冲组经由保偏偏振分束器分为两路，其中一路进入分束器，另一路经延时线后进入分束器，两路在分束器合束干涉并输出。

10.如权利要求9所述的基于偏振调制时间编码的HD-QKD系统，其特征在于，所述子干涉单元包括两个分束器以及延时线，进入子干涉单元的编码后光脉冲组经由分束器分为两路，且其中一路经延时线，两路在另一分束器合束干涉并输出。