[发明专利]连续变量测量设备无关量子密钥分发系统及相位补偿方法

权利要求书

1.一种连续变量测量设备无关量子密钥分发系统，其特征在于，包括发送端Alice、发送端Bob和接收端Charlie；

所述发送端Alice包括第一激光器、第一分束器、声光调制器、斩脉冲模块、第二分束器、第一信号光调制模块、第一延时线、第一衰减器、第二衰减器、第一偏振合束器，所述斩脉冲模块包括两个级联的第一振幅调制器和第二振幅调制器，所述第一信号光调制模块包括依次设置的第三振幅调制器和第一相位调制器；

所述第一激光器提供连续单频光，所述连续单频光经第一分束器分为两部分，一部分连续单频光经声光调制器上移频率，另一部分连续单频光经斩脉冲模块斩成高消光比脉冲光，所述高消光比脉冲光经第二分束器分为信号脉冲光和相位参考脉冲光，所述信号脉冲光依次经过第一信号光调制模块、第一延时线、第一衰减器进入第一偏振合束器，所述相位参考脉冲光经第二衰减器进入第一偏振合束器；

所述发送端Bob包括第二激光器、第三分束器、第四分束器、光电探测器、锁频模块、第二斩脉冲模块、第五分束器、第二信号光调制模块、第二延时线、第三衰减器、第二偏振合束器，所述第二斩脉冲模块包括两个级联的第四振幅调制器和第五振幅调制器，所述第二信号光调制模块包括依次设置的第六振幅调制器和第二相位调制器；

所述第三分束器接收来自声光调制器的连续单频光，所述第二激光器提供连续单频光，所述连续单频光经第四分束器分为两部分，一部分连续单频光传输至第三分束器与来自声光调制器的连续单频光进行干涉，所述光电探测器探测光拍频信号，所述锁频模块从光拍频信号转换的电信号中提取出误差信号反馈到第二激光器进行频率锁定；另一部分连续单频光经第二斩脉冲模块斩成高消光比脉冲光，所述高消光比脉冲光经第五分束器分为信号脉冲光和LO脉冲光，所述信号脉冲光依次经过第二信号光调制模块、第二延时线、第三衰减器进入第二偏振合束器，所述LO脉冲光进入第二偏振合束器；

所述接收端Charlie包括第一偏振解复用模块、第二偏振解复用模块、第六分束器、时钟恢复模块、第三延时线、第四延时线、第七分束器、光混频器模块、连续变量贝尔态测量模块，所述第一偏振解复用模块包括第一偏振控制器、第一光纤准直器、第一偏振分束器、第二光纤准直器，所述第二偏振解复用模块包括第二偏振控制器、第三光纤准直器、第二偏振分束器、第四光纤准直器，所述光混频器模块包括90度光混频器、第一平衡零拍探测器、第二平衡零拍探测器，所述连续变量贝尔态测量模块包括第八分束器、第三相位调制器、第五光纤准直器、第六光纤准直器、第一分束片、第二分束片、第三分束片、第三平衡零拍探测器、第四平衡零拍探测器；

所述第一偏振控制器用于调整发送端Alice的信号脉冲光与相位参考脉冲光的偏振方向，所述第一光纤准直器将发送端Alice的信号脉冲光与相位参考脉冲光耦合到自由空间，所述第一偏振分束器将信号脉冲光和相位参考脉冲光进行偏振解复用，所述信号脉冲光进入连续变量贝尔态测量模块，所述相位参考脉冲光经第二光纤准直器再次耦合到光纤并经第四延时线进入光混频器模块；

所述第二偏振控制器用于调整发送端Bob的信号脉冲光与LO脉冲光的偏振方向，所述第三光纤准直器将Bob的信号脉冲光与LO脉冲光耦合到自由空间，所述第二偏振分束器将信号脉冲光和LO脉冲光进行偏振解复用，所述信号脉冲光进入连续变量贝尔态测量模块，所述LO脉冲光经第四光纤准直器再次耦合到光纤并进入第六分束器，所述第六分束器将LO脉冲光分为两部分，一部分进入时钟恢复模块，另一部分经第三延时线进入第七分束器，经所述第七分束器再分为两部分，一部分进入光混频器模块，另一部分进入连续变量贝尔态测量模块；

在所述光混频器模块中，来自第四延时线的相位参考脉冲光进入90度光混频器，来自第七分束器的LO脉冲光进入90度光混频器，所述第一平衡零拍探测器、第二平衡零拍探测器分别与90度光混频器连接，分别测出相位参考脉冲的正交振幅分量X_R和正交位相分量P_R；

在所述连续变量贝尔态测量模块中，来自第七分束器的LO脉冲光经第八分束器分为两部分，一部分经第五光纤准直器、第二分束片进入第三平衡零拍探测器，另一部分经第三相位调制器、第六光纤准直器、第三分束片进入第四平衡零拍探测器；来自第二偏振分束器的信号脉冲光经第一分束片分为两部分，一部分经第二分束片进入第三平衡零拍探测器，另一部分经第三分束片进入第四平衡零拍探测器；来自第一偏振分束器的信号脉冲光第一分束片分为两部分，一部分经第二分束片进入第三平衡零拍探测器，另一部分经第三分束片进入第四平衡零拍探测器；所述第三平衡零拍探测器、第四平衡零拍探测器分别测量信号光场的正交振幅分量X_C和正交位相分量P_C。