[发明专利]一种基于光开关的发射机编码装置及方法

说明书

本申请提供一种基于光开关的发射机编码装置及方法。其中发射机编码装置主要包括：发出周期性光脉冲的激光光源以及由编码信号进行控制的光脉冲控制装置，其中光脉冲控制装置的光路选择装置用于将激光光源发出的一路光脉冲光路发送到至少四路光脉冲光路中的某一路中去，其中两路光路经过MZ干涉仪、一路光路串有光纤延迟线，一路光路无需光纤延迟线，完成时间相位编码。经过光纤延迟线和无需光纤延迟线的这两条光路经第一合束器合束后，与MZ干涉仪后的出射光路经第二合束器合束。因此解决了以下问题：相位控制器控制和标定复杂；激光光源老化出现相位编码脉冲前后脉冲间隔的变化导致的错误率；注入锁定效果的不明确和由此引入的错误率；原有装置的控制复杂度高。

技术领域

本申请涉及光通讯技术领域，具体涉及一种基于光开关的发射机编码装置及方法。

背景技术

量子通讯技术是目前安全性得到严格证明的一种通讯安全技术，已达到实用化、产业化水平。量子通讯是使用量子态产生量子密钥，使用量子密钥对需要传输的数据进行量子加密处理后传输的一种通讯技术。

现有量子通信系统对光的时间及相位进行编码的装置和方案基本情况如图1所示：

激光光源1发出周期性光脉冲，经过MZ干涉仪2后，光脉冲在时域上被分成前后两个光脉冲；这两个光脉冲经过强度调制器11后，强度调制器11将前个脉冲或者后个的幅度调制为将近0的水平，即完成时间编码；此后，两个光脉冲依次经过相位调制器12，相位调制器12对其中一个脉冲进行相位调制，即完成相位调制。

以上强度调制器11和相位调制器12可交换顺序，从而在编码上先完成相位调制后完成时间调制，这种方式也可以完成整体的时间相位编码。

现有量子通信系统对光的时间及相位进行编码的装置和方案主要有如下两种：

一种装置如图2所示，该发射机编码装置采用主激光光源21注入锁定编码激光光源22，完成相位调制。主激光光源21注入前进入MZ干涉仪2完成相位固定，然后经过环形器23注入编码激光光源22。注入后，通过注入锁定技术将编码激光光源22发出前后两个时序脉冲的相位锁定。相连的两个光脉冲经过环形器23进入相位调制器，将相位调制为π。另外一种时间相位编码的发射机编码装置如图3所示，该装置是采用多个激光光源分别进行相位和时间的调制，其中，第一相位编码激光器31和第二相位编码激光器32发出光脉冲进入MZ干涉仪2，完成相位固定；时间编码激光器33发出时间编码的光脉冲；以上两路光脉冲进入合束器34合成一束，完成时间相位编码。

然而若采用图2所示的装置，需要使用注入锁定技术及相位调制器调制。注入锁定本身模型复杂，没有完整的理论支持，相位锁定的效果很难判断，注入锁定所带来的激光光源反射引入的错误率也很难避免。而且主激光光源随着时间的推移，会出现老化现象，导致主激光光源发出的相位编码脉冲前后脉冲间隔变化导致干涉对比度变化，同时光的相位调制就会出现偏差，另外该种发射机编码装置中存在相位调制器，其控制和标定也较为复杂。若采用图3所示的装置，不同激光光源发射出的光存在光谱差异及光脉冲形状差异，从而易因此被攻击。

另外，这两种方案均需要两路光源，分别完成脉冲相位和脉冲时间间隔的控制。而且这两种编码方式，均需要从属激光光源进行时间编码，对于激光光源的要求比较高。

发明内容

本申请提供一种光强度调制的实时维稳装置及方法，以解决现有的方案中的①相位控制器控制和标定复杂；②激光光源老化导致的相位编码脉冲前后脉冲间隔的变化导致的错误率；③注入锁定效果的不明确和由此引入的错误率；④需要两路光源及由此带来的控制复杂度和光源发出的光脉冲难以完全一致的问题。

本申请的第一方面，提供一种基于光开关的发射机编码装置，包括：发出周期性光脉冲的激光光源、光路选择装置、MZ干涉仪、光纤延迟线，第一合束器以及第二合束器。