[发明专利]一种用于QKD的光偏振修正系统

权利要求书

1.一种用于QKD的光偏振修正系统，其特征在于，包括Alice端和Bob端，其中：

所述Alice端包括第一控制单元、第一通信单元、单光子偏振态生器、偏振控制器驱动单元和偏振控制器；

所述Bob端包括单光子探测器、第二控制单元和第二通信单元；

所述第一通信单元通过经典信道与所述第二通信单元连接；

所述第一控制单元分别与单光子偏振态发生器和偏振控制器驱动单元连接，所述单光子偏振态发生器的输出端口与偏振控制器连接，所述偏振控制器又通过量子信道与Bob端的单光子探测器连接；

所述偏振控制器驱动单元的输出端口与偏振控制器连接；

所述单光子探测器与第二控制单元连接，所述第二控制单元又控制所述第二通信单元；

在Alice端，所述单光子偏振态发生器用于随机产生H、V、P、N四种偏振态，并将H、V、P、N四种偏振态发送给偏振控制器；

所述H、V、P、N分别表示单光子的垂直偏振态、水平偏振态、+45°偏振态和-45°偏振态；

所述偏振控制器调整HV基和PN基的偏振偏移，并将调整后的单光子信号通过量子信道发送给Bob端；

所述偏振控制器驱动单元用于改变偏振控制器的参数，调整单光子偏振；

所述通信单元通过经典信道与Bob端交互，并将Bob端的有效反馈信息传递给第一控制单元，所述第一控制单元根据反馈信息调整HV基或PN基的偏振；

所述Bob端单光子探测器用于H、V、P、N光子计数结果，并将探测出的H、V、P、N光子计数结果发送给第二控制单元；

所述第二控制单元通过第二通信单元把单光子探测器的探测结果反馈给Alice端。

2.如权利要求1所述的一种用于QKD的光偏振修正系统，其特征在于，所述第一控制单元采用FPGA处理单元，所述偏振控制驱动单元包括第一路模拟量产生电路、第二路模拟量产生电路、第三路模拟量产生电路、X轴驱动电路、Y轴驱动电路和Z轴驱动电路。

3.如权利要求2所述的一种用于QKD的光偏振修正系统，其特征在于，第一路模拟量产生电路、第二路模拟量产生电路、第三路模拟量产生电路分别与X轴驱动电路、Y轴驱动电路和Z轴驱动电路一一连接。

4.如权利要求3所述的一种用于QKD的光偏振修正系统，其特征在于，所述X轴驱动电路、Y轴驱动电路和Z轴驱动电路的输出端口均与所述偏振控制器连接。

5.如权利要求2所述的一种用于QKD的光偏振修正系统，其特征在于，所述FPGA处理单元用于产生的数字信号，所述数字信号经过三路模拟量产生电路转化为模拟信号输出到X轴驱动电路、Y轴驱动电路和Z轴驱动电路。

6.如权利要求5所述的一种用于QKD的光偏振修正系统，其特征在于，所述模拟信号经过X轴驱动电路、Y轴驱动电路和Z轴驱动电路分别产生HV_X、HV_Y、HV_Z三个高压驱动信号输送到偏振控制器中。

7.如权利要求5所述的一种用于QKD的光偏振修正系统，其特征在于，

任意一路所述模拟量产生电路包括数模转换器，所述数模转换器通过SPI接口与所述FPGA处理单元连接，通过FPGA处理单元配置的寄存器，更新数模转换器的输出模拟量值。

8.如权利要求7所述的一种用于QKD的光偏振修正系统，其特征在于，任意一路轴驱动电路包括升压电路和高压放大电路，所述升压电路产生的高压电压输出给高压放大电路，所述高压放大电路通过内部增益放大、驱动高压后，输出可控制偏振控制器偏振态的高压激励信号。

9.如权利要求7所述的一种用于QKD的光偏振修正系统，其特征在于，所述升压电路电压输出计算公式如下：

其中V_FB＝1.30V。