[发明专利]两级偏振编码装置、编码方法及量子密钥分发光源

权利要求书

1.一种偏振编码装置，其特征在于，包括两级Sagnac环，具体包括环形器1、偏振分束器PBS1、相位调制器PM1、环形器2、偏振分束器PBS2、相位调制器PM2几个部分，其中，

环形器1和环形器2均包括第一端口a，第二端口b和第三端口c；

PBS1和PBS2均包括第一端口1，第二端口2和第三端口3；

PBS1和PBS2的第二端口2和第三端口3之间通过基于Sagnac环的保偏光纤连接以形成双向环光路，通过调整PM1和PM2到第二端口2和第三端口3的保偏光纤的长度，使得Sagnac环顺时针方向和逆时针方向到达PM1和PM2的延迟不同；

输入光通过输入光纤连接到环形器1的第一端口a；

输出光通过输出光纤连接到环形器2的第三端口c。

2.根据权利要求1所述的偏振编码装置，其特征在于，所述输入光为线偏振光水平输入，输入光纤经过45°旋转，使输入光成为45°的线偏振光；所述输入光纤为保偏光纤，所述输出光纤为单模光纤。

3.根据权利要求1所述的偏振编码装置，其特征在于，所述环形器1和环形器2的端口设置为：

当第一端口a为输入端口时，第二端口b为输出端；

当第二端口b为输入端口时，第三端口c为输出端。

4.根据权利要求1所述的偏振编码装置，其特征在于，所述PBS1和PBS2的端口设置为：

当第一端口1为输入端口时，第二端口2为反射输出端，第三端口3为透射输出端；

当第二端口2为输入端时，第一端口1为反射输出端；

当第三端口3为输入端时，第一端口1为透射输出端。

5.一种采用如权利要求1-4任一所述的偏振编码装置所进行的编码方法，其特征在于，包括以下步骤：

输入光为线偏振光水平输入，输入光纤经过45°旋转，使输入光成为45°的线偏振光，入射在环形器1的第一端口a上，然后从环形器1的第二端口b输出；

45°的线偏振光从环形器1的第二端口b输出到偏振分束器PBS1的第一端口1，从PBS1将45°的线偏振光均匀地分为第一分量|H和第二分量|V，分别从反射端2和透射端3输出；

PBS1的反射端2将第一分量实现快轴截止，然后耦合到了保偏光纤的慢轴中，沿顺时针在双向环光路中传播；

PBS1的透射端3将第二分量实现快轴截止，然后耦合到了保偏光纤的慢轴中，沿逆时针在双向环光路中传播；

第一分量顺时针脉冲传输到PBS1的端口3，第二分量逆时钟脉冲传输到PBS1的端口2；两个脉冲分量在PBS1上发生干涉后通过端口1输出；

PBS1端口1输出的光脉冲，输入到环形器1的第二端口b上，然后从环形器1的第三端口c输出；

环形器1的第三端口c输出的光脉冲，输入到环形器2的第一端口a上，然后从环形器2的第二端口b输出；

环形器2的第二端口b输出到偏振分束器PBS2的第一端口1，从PBS2分别将|H、|V偏振分量分开，第一分量|H和第二分量|V分别从反射端2和透射端3输出；

PBS2的反射端2将第一分量实现快轴截止，然后耦合到了保偏光纤的慢轴中，沿顺时针在双向环光路中传播；

PBS2的透射端3将第二分量实现快轴截止，然后耦合到了保偏光纤的慢轴中，沿逆时针在双向环光路中传播；

第一分量顺时针脉冲传输到PBS2的端口3，第二分量逆时钟脉冲传输到PBS2的端口2；两个脉冲分量在PBS2上发生干涉后通过端口1输出；

PBS2端口1输出的脉冲光，输入到环形器2的第二端口b上，然后从环形器2的第三端口c输出；

环形器2的第三端口c输出，最终耦合到输出光纤并输出。

6.根据权利要求5所述的编码方法，其特征在于，所述PBS1顺时针输出的第一分量光脉冲在经过PM1时，受到加载在PM1上的电信号的作用，附加一个额外的相位所述PBS1逆时针输出的第二分量光脉冲在经过PM1时，PM1上加载的电信号为零，未叠加额外的附加相位。