[发明专利]一种时间-相位量子密钥编码装置、系统及方法

权利要求书

1.一种时间-相位量子密钥编码装置，其特征在于，包括：

种子激光器，其经配置发出种子光脉冲；

光纤分束器，其经配置可以接收所述种子光脉冲并分束后，分别经第一光学传输单元、第二光学传输单元、第三光学传输单元，分别传输至第一编码激光器、第二编码激光器、第三编码激光器；

所述第一编码激光器、第二编码激光器、第三编码激光器，其经配置可以发出中心波长与种子光脉冲中心波长相同的脉冲光信号；

不等臂干涉仪，包括第一光程L1、第二光程L2，光程差ΔL＝L1－L2，所述不等臂干涉仪经配置接收脉冲光信号形成编码信号并输出；

所述不等臂干涉仪经设计，符合公式ΔL/cT＝d，其中c为光速，T为所述种子光脉冲周期即系统周期，d的取值范围为(1/5～4/5)D，其中D为所述种子光脉冲的占空比；

所述第一编码激光器，其经配置发出的脉冲光信号经不等臂干涉仪形成相位差为π的相位编码；

所述第二编码激光器，其经配置发出的脉冲光信号经不等臂干涉仪形成相位差为0的相位编码；

所述第三编码激光器，其经配置发出脉冲光信号形成Z基矢时间编码。

2.如权利要求1所述的时间-相位量子密钥编码装置，其特征在于，进一步包括：所述种子光脉冲周期为T；种子光脉冲频率为100MHz～2.5GHz；占空比D为1/5～4/5。

3.如权利要求1所述的时间-相位量子密钥编码装置，其特征在于，其中，d＝D/2。

4.如权利要求1所述的时间-相位量子密钥编码装置，其特征在于，进一步包括：所述第一光学传输单元、第二光学传输单元、第三光学传输单元是环形器。

5.如权利要求1所述的时间-相位量子密钥编码装置，其特征在于，进一步包括：

量子随机数发生装置，其经配置发出量子随机数；

主控装置，其经配置接收所述量子随机数，分别向第一编码激光器控制器、第二编码激光器控制器、第三编码激光器控制器发出第一编码激光器控制器控制信号、第二编码激光器控制器控制信号、第三编码激光器控制器控制信号；

所述第一编码激光器控制器、第二编码激光器控制器、第三编码激光器控制器分别向所述第一编码激光器、第二编码激光器、第三编码激光器发出第一编码激光器控制信号、第二编码激光器控制信号、第三编码激光器控制信号；

所述第一编码激光器、第二编码激光器、第三编码激光器是与所述种子激光器相同的激光器，分别接收种子光脉冲后，随机发出脉冲光信号，并对所述脉冲光信号的光强进行调节。

6.如权利要求5所述的时间-相位量子密钥编码装置，其特征在于，进一步包括：

主激光器控制器，其经配置接收所述主控装置发出的种子激光器控制器控制信号，并根据所述种子激光器控制器控制信号向所述种子激光器发出种子激光器控制信号，驱动所述种子激光器发出所述种子光脉冲，并对所述种子光脉冲的光强进行调节。

7.如权利要求1所述的时间-相位量子密钥编码装置，其特征在于，进一步包括：

所述第一编码激光器，其经配置随机性发出X基矢脉冲光信号，即发出X1触发信号；

所述X1触发信号经所述不等臂干涉仪形成相位差为π的X1编码，所述X1编码的编码值为1。

8.如权利要求1所述的时间-相位量子密钥编码装置，其特征在于，进一步包括：

所述第二编码激光器，其经配置随机性发出X基矢脉冲光信号，即发出X0触发信号；

所述X0触发信号经所述不等臂干涉仪形成相位差为0的X0编码，所述X0编码的编码值为0。

9.如权利要求1所述的时间-相位量子密钥编码装置，其特征在于，进一步包括：

所述第三编码激光器，其经配置随机性发出Z基矢脉冲光信号，即发出Z0触发信号或Z1触发信号；

所述Z0触发信号或Z1触发信号形成Z0编码或Z1编码，其中Z0编码的编码值为0，Z1编码的编码值为1。