[发明专利]一种基于光器件抖动产生全光随机码的装置

说明书

本发明一种基于光器件抖动产生全光随机码的装置，属于基于光器件抖动产生全光随机码的装置技术领域；所要解决的技术问题为：提供一种基于光器件抖动产生全光随机码的装置结构的改进；解决该技术问题采用的技术方案为：包括两路探测光信号输入端，其中一路探测光信号A接入第一半导体光放大器的信号输入端，所述第一半导体光放大器的电源输入端与第一电流驱动器相连，所述第一半导体光放大器通过光纤与第一光纤环形器双向连接，所述第一光纤环形器的信号输出端与第一3‑dB光纤耦合器相连；本发明应用于全光随机码产生装置。

技术领域

本发明一种基于光器件抖动产生全光随机码的装置，属于基于光器件抖动产生全光随机码的装置技术领域。

背景技术

随机码在蒙特卡洛模拟，人工智能、神经网络等科学计算方面有着广泛的应用，尤其在保密通信领域，安全可靠的随机码关系到国家安全，金融稳定，商业机密及个人隐私等多个方面。

根据信息论鼻祖香农的“一次一密”理论，为保证绝对安全的保密通信就需要生成大量的、码率不低于通信速率的随机码，且需要保证随机码的不可预测性，利用算法可以产生高速的随机码，但它的长度有限、可以被预测，无法保证所加密信息的绝对安全性，又称“伪”随机码，而采用自然界随机现象作为物理熵源，可产生无限长度、不可预测的物理随机码，又称“真”随机码。

真随机码发生器最初都是采用电子方案产生的，根据熵源的不同，主要有热噪声直接放大[IEEE Transactions on Circuits Systems I Fundamental Theory Applications, 2000, 47(5):0-621.]，混沌电路[IEEE International MidwestSymposium on Circuits Systems. IEEE, 2006.]，振荡采样[IEEE transactions oncomputers, 2003, 52(4): 403-409.]等随机码生成类型。

目前市面上使用的真随机码发生器都是基于上述电子方案设计的，主要利用的是数字逻辑器件构成的环形振荡器产生周期信号，但由于受到发生器装置中器件“电子瓶颈”限制，电子方案随机码发生器产生的随机码码率较低，产生周期信号带有的抖动在纳秒(ns)量级，使得生成的随机码速率较低，且无论如何调节时钟信号和数据信号之间的速率关系，都无法从根本上解决这一问题，导致信号传输仍然存在安全风险，满足不了现代通信系统的要求。

发明内容

本发明为了克服现有技术中存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种基于光器件抖动产生全光随机码的装置结构的改进。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种基于光器件抖动产生全光随机码的装置，包括两路探测光信号输入端，其中一路探测光信号A接入第一半导体光放大器的信号输入端，所述第一半导体光放大器的电源输入端与第一电流驱动器相连，所述第一半导体光放大器通过光纤与第一光纤环形器双向连接，所述第一光纤环形器的信号输出端与第一3-dB光纤耦合器相连；

所述第一3-dB光纤耦合器的其中一路信号输出端串接第一延迟光纤后与第二3-dB光纤耦合器相连，所述第二3-dB光纤耦合器的信号输入端接入第一辅助光信号C，所述第二3-dB光纤耦合器的信号输出端与第一光纤环形器相连；

所述第一3-dB光纤耦合器的另一路信号输出端与光控D触发器的数据端相连；

另一路探测光信号B接入第二半导体光放大器的信号输入端，所述第二半导体光放大器的电源输入端与第二电流驱动器相连，所述第二半导体光放大器通过光纤与第二光纤环形器双向连接，所述第二光纤环形器的信号输出端与第三3-dB光纤耦合器相连；

所述第三3-dB光纤耦合器的其中一路信号输出端串接第二延迟光纤后与第四3-dB光纤耦合器相连，所述第四3-dB光纤耦合器的信号输入端接入第二辅助光信号D，所述第四3-dB光纤耦合器的信号输出端与第二光纤环形器相连；