[实用新型]相差控制的量子密钥分发时间比特-相位解码装置及相应系统

权利要求书

1.一种相差控制的量子密钥分发时间比特-相位解码装置，用于对入射的任意偏振态的一路输入光脉冲进行时间比特-相位解码，其特征在于，所述解码装置包括：

前置分束器，所述前置分束器具有输入端口和两个输出端口，所述输入端口用于接收所述输入光脉冲，所述两个输出端口分别用于输出由所述输入光脉冲分束得到的第一路光脉冲和第二路光脉冲；以及，

与所述前置分束器的所述两个输出端口中的一个输出端口光耦合的相位解码器，所述相位解码器包括第一分束器、第一合束器以及与所述第一分束器光耦合并与所述第一合束器光耦合的两条子光路，所述第一分束器经所述两条子光路耦合至所述第一合束器，其中所述两条子光路及其上的光器件构造成使得所述第一路光脉冲的两个正交偏振态各自在所述第一分束器分束至所述第一合束器合束的过程中经所述两条子光路传输的相位差相差2π的整数倍，

其中所述解码装置具有位于所述前置分束器前端或位于所述第一分束器前端或位于所述两条子光路中的任一子光路上的相位调制器，

其中所述相位调制器用于对通过其的光脉冲随机地进行0度相位调制或180度相位调制。

2.根据权利要求1所述的相差控制的量子密钥分发时间比特-相位解码装置，其特征在于，

所述两条子光路为自由空间光路，所述两条子光路上的光器件为非双折射光器件和/或偏振保持光器件；或

所述两条子光路为保偏光纤光路，所述两条子光路上的光器件为非双折射光器件和/或偏振保持光器件。

3.根据权利要求1或2所述的相差控制的量子密钥分发时间比特-相位解码装置，其特征在于，所述相位解码器还包括：

位于所述两条子光路中的任一子光路上的保偏光纤拉伸器；和/或

位于所述两条子光路中的任一子光路上的双折射相位调制器。

4.根据权利要求1所述的相差控制的量子密钥分发时间比特-相位解码装置，其特征在于，所述相位调制器为偏振无关相位调制器。

5.根据权利要求1所述的相差控制的量子密钥分发时间比特-相位解码装置，其特征在于，所述相位解码器采用不等臂马赫-曾德尔干涉仪或不等臂迈克尔逊干涉仪的结构。

6.根据权利要求1或2或5所述的相差控制的量子密钥分发时间比特-相位解码装置，其特征在于，

所述相位解码器采用不等臂马赫-曾德尔干涉仪的结构，所述两条子光路为保偏光纤光路，其中所述两条子光路的保偏光纤长度之差为保偏光纤拍长的整数倍；和/或

所述相位解码器采用不等臂迈克尔逊干涉仪的结构，所述两条子光路为保偏光纤光路，其中所述两条子光路的保偏光纤长度之差为保偏光纤拍长的一半的整数倍。

7.根据权利要求1或5所述的相差控制的量子密钥分发时间比特-相位解码装置，其特征在于，

所述相位解码器采用不等臂迈克尔逊干涉仪的结构，所述第一合束器与所述第一分束器为同一器件，所述相位解码器还包括：

两个反射镜，所述两个反射镜分别位于所述两条子光路上，分别用于将来自所述第一分束器的经所述两条子光路传输来的两路光脉冲反射回所述第一合束器；和，

光环形器，所述光环形器位于所述第一分束器前端，所述光环形器具有第一端口、第二端口和第三端口，所述第一端口用于接收所述第一路光脉冲，所述第二端口光耦合至所述第一分束器，所述第三端口用于输出，

其中所述不等臂迈克尔逊干涉仪的输入端口和输出端口为同一端口。

8.根据权利要求1所述的相差控制的量子密钥分发时间比特-相位解码装置，其特征在于，所述第一分束器和所述第一合束器为偏振保持光器件。

9.根据权利要求1所述的相差控制的量子密钥分发时间比特-相位解码装置，其特征在于，所述解码装置还包括第二分束器，所述第二分束器光耦合至所述前置分束器的所述两个输出端口中的另一个输出端口。

10.一种量子密钥分发系统，其特征在于，所述量子密钥分发系统包括：

根据权利要求1～9中任一项所述的相差控制的量子密钥分发时间比特-相位解码装置，其设置在所述量子密钥分发系统的接收端，用于时间比特-相位解码；和/或

根据权利要求1～9中任一项所述的相差控制的量子密钥分发时间比特-相位解码装置，其设置在所述量子密钥分发系统的发射端，用于时间比特-相位编码。