[实用新型]集成波导偏振正交旋转反射装置和量子密钥分发系统

说明书

提供一种集成波导偏振正交旋转反射装置和量子密钥分发系统，该装置包括：集成波导偏振分束旋转装置，其包括第一、第二和第三端口，被配置用于将经由第一端口输入的一路输入光脉冲偏振分束为经第二和第三端口输出的第一和第二路光脉冲，并对其中之一的偏振态进行旋转，使得在旋转后两路光脉冲的偏振态相同；以及设置在第二和第三端口之间的集成波导传输光路，被配置用于将从第二和第三端口中的任一个输出的光脉冲传输返回至第二和第三端口中的另一个，该偏振分束旋转装置被进一步配置用于在接收到通过集成波导传输光路返回的第一和第二路光脉冲之后，将其合束并通过第一端口输出。上述集成波导偏振正交旋转反射装置能增加系统的可靠性和稳定性。

技术领域

本实用新型涉及光传输保密通信技术领域，尤其涉及一种集成波导偏振正交旋转反射装置、包括该集成波导偏振正交旋转反射装置的集成波导编解码装置以及相应的量子密钥分发系统。

背景技术

量子保密通信技术是量子物理与信息科学相结合的前沿热点领域。基于量子密钥分发技术和一次一密密码原理，量子保密通信可在公开信道实现信息的安全传输。量子密钥分发基于量子力学海森堡不确定关系、量子不可克隆定理等物理原理，能够实现在用户之间安全地共享密钥，并可以检测到潜在的窃听行为，可应用于国防、政务、金融、电力等高安全信息传输需求的领域。

目前量子密钥分发设备光路模块大多采用分立光器件集成，易受振动、环境稳定变化影响，进而影响系统两端设备的稳定性和可靠性，且设备体积大。尤其是量子密钥分发编解码模块的光路，包含光器件多、盘纤设计难度大，受环境干扰编解码不稳定。此外，相位编码以及时间比特-相位编码量子密钥分发系统，因光纤制作存在非理想情况，并且光纤在实际环境中受温度、应变、弯曲等影响，会产生随机双折射效应。因此，光脉冲经长距离光纤传输以及经不等臂干涉仪两臂光纤传输后，进行解码干涉时存在偏振诱导衰落的问题，导致解码干涉不稳定。

如何实现集成化的稳定干涉解码是基于现有光缆基础设施进行量子保密通信应用的亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提出一种集成波导偏振正交旋转反射装置，基于该集成波导偏振正交旋转反射装置的集成波导编解码装置，以及基于该集成波导编解码装置的量子密钥分发系统，以解决相位编码以及时间比特-相位编码量子密钥分发应用中偏振诱导衰落引起的相位解码干涉不稳定的难题以及编解码光路的集成化难题。

本实用新型提供至少以下技术方案：

1.一种集成波导偏振正交旋转反射装置，其特征在于，包括：集成波导偏振分束旋转装置和集成波导传输光路，其中，

所述集成波导偏振分束旋转装置包括第一端口、第二端口和第三端口，所述集成波导偏振分束旋转装置被配置用于将经由所述第一端口输入的一路输入光脉冲偏振分束为分别经所述第二端口和所述第三端口输出的第一路光脉冲和第二路光脉冲，并对所述第一路光脉冲和第二路光脉冲之一的偏振态进行旋转，使得在旋转后所述第一路光脉冲和第二路光脉冲的偏振态相同；以及，

所述集成波导传输光路被设置在所述集成波导偏振分束旋转装置的第二端口和第三端口之间并且与所述第二端口和所述第三端口光耦合，所述集成波导传输光路被配置用于将分别从所述第二端口和第三端口中的任一个输出的光脉冲传输返回至所述第二端口和所述第三端口中的另一个，

其中，所述集成波导偏振分束旋转装置被进一步配置用于在接收到通过所述集成波导传输光路返回的第一路光脉冲和第二路光脉冲之后，将其合束并通过所述第一端口输出。

2.根据方案1所述的集成波导偏振正交旋转反射装置，其特征在于，所述集成波导偏振分束旋转装置为偏振分束旋转器。