[发明专利]一种异地共享真随机数序列的光学系统

摘要

本发明公开一种基于异地共享真随机数序列的光纤量子密钥分配系统，由发送方和接收方通过量子信道相连接；发送方采用分束器和四端口偏振分束合路器；发送方的光纤环行器的入射口连接脉冲光源；分束器将入射光束分为两束，连接四端口偏振分束合路器的两个入射口；四端口偏振分束合路器一个输出口连接第一相位调制器和第一45°偏振旋转法拉第镜，另一个输出口连接量子信道。接收方包括相位调制器、光衰减器和第二45°偏振旋转法拉第镜；接收方的第二相位调制器的一端与量子信道的另一端连接。光纤环行器和分束器的返回端口分别连接单光子探测器；单光子探测器的输出数列构成二进制的真随机数序列，可用来提取量子密钥本。本发明具有结构简单、系统容易搭建、抗干扰能力强、自动补偿光纤和器件的双折射效应的优点。

主权项

1、一种光纤量子密钥分配系统，包括：发送方、接收方、连接发送方和接收方的量子信道；其中，所述发送方包括脉冲光源(1)、光纤环行器(2)、分束器(3)、四端口偏振分束合路器(4)、第一相位调制器(5)、第一45°偏振旋转法拉第镜(6)、第一单光子探测器(7)和第二单光子探测器(8)；其中，所述光纤环行器(2)的入射端口(A)连接脉冲光源(1)，接收所述脉冲光源(1)发射的光脉冲，所述光纤环行器(2)的出射端口(B)连接所述分束器(3)的入射端口(D)；所述分束器(3)将从所述光纤环行器(2)接收的光脉冲分为两束；所述四端口偏振分束合路器(4)的两个入射端口(H)和(I)分别连接所述分束器(3)的出射端口(G)和(F)，用于分别接收所述分束器(3)的分束光；所述四端口偏振分束合路器(4)的出射端口(J)依次连接第一相位调制器(5)和第一45°偏振旋转法拉第镜(6)，所述发送方的相位调制器(5)上加电压调制信号对光脉冲进行调制；第一45°偏振旋转法拉第镜(6)将光脉冲反射，返回到所述四端口偏振分束合路器(4)，所述四端口偏振分束合路器(4)的出射端口(K)连接量子信道(9)；其中，所述接收方包括顺序连接的第二相位调制器(10)、光衰减器(11)和第二45°偏振旋转法拉第镜(12)，所述第二相位调制器(10)的入射端连接量子信道(9)；所述第二相位调制器(10)上加电压调制信号对光脉冲进行调制；所述光衰减器(11)将调制光衰减为单光子，所述第二45°偏振旋转法拉第镜(12)将光脉冲反射通过量子信道(9)返回发送方；其中，所述发送方光纤环行器(2)的(C)端连接第一单光子探测器(7)，将接收经过干涉而从所述分束器(3)的端口(D)返回的单光子光脉冲，并将其发送给所述第一个单光子探测器(7)；所述分束器(3)的另一端口(E)连接第二单光子探测器(8)，将接收经过干涉而从所述分束器(3)的端口(E)返回的单光子脉冲，并将其发送给所述第二单光子探测器(8)，其中，所述单光子探测器(7)和单光子探测器(8)的输出序列用于形成量子密码本。