[发明专利]高速偏振编码的诱骗态量子光源制备方法及装置

摘要

本发明公开了一种高速偏振编码的诱骗态量子光源制备方法及装置，其装置包括高速逻辑控制芯片、诱骗态光脉冲驱动模块、高速相位调制器驱动模块、激光二极管、高速相位调制偏振旋转模块及光衰减器，其中，所述诱骗态光脉冲驱动模块接收来自高速逻辑控制芯片的控制信号，依据诱骗态量子光源实施方案的比例要求随机调制产生三种脉冲幅度的诱骗态电脉冲信号，驱动所述激光二极管输出三种光强的诱骗态光脉冲，所述诱骗态光脉冲信号经高速相位调制偏振旋转模块由高速相位调制器随机调制出“线偏基”与“圆偏基”共四种偏振态，再经光衰减器衰减至单光子水平。本发明能够高速率随机调制产生三种平均光子数强度、四种偏振态共九种量子态中的任意一种，体积小、结构紧凑、易于集成并有效提高安全等级。

主权项

一种高速偏振编码的诱骗态量子光源制备方法，其特征在于该方法包括以下具体步骤：a）诱骗态光脉冲产生 由高速逻辑控制芯片产生2 bit真随机信号，依据诱骗态量子光源实施方案的比例要求随机调制产生三种脉冲幅度的诱骗态电脉冲信号，并耦合成一路，再经过放大、直接对激光二极管进行强度调制，随机产生以下三种状态的光脉冲信号：空脉冲、每脉冲光强度比例1:3的光脉冲信号；b）“线偏基”与“圆偏基”制备       对步骤a）的诱骗态光脉冲信号通过光学器件控制分为两路幅度相等、初始相位相同的正交线偏振光，分别称为“A光”、“B光”，其中仅对“A光”进行调制，调制由四种不同幅度的电脉冲信号驱动，使得“A光”随机产生0、π/2、π、3π/2四种不同的相移，随后“A光”与“B光”经过相同长度的光学路径后叠加，叠加后得到“线偏基”与“圆偏基”共四种偏振态；c）高速相位调制器驱动信号控制对步骤b)中的四种不同幅度的电脉冲信号和诱骗态光脉冲信号的波形和控制时序作如下约束：要求所述诱骗态光脉冲信号调制到所述四种不同幅度的电脉冲信号的“平顶”居中位置，所述四种不同幅度的电脉冲信号“顶宽”大于所述诱骗态光脉冲信号“底宽”，所述四种不同幅度的电脉冲信号“底宽”小于所述诱骗态光脉冲信号周期与诱骗态光脉冲信号“底宽”的差值，保证高速相位调制器只对所述“A光”进行完全调制；d）光信号强度衰减“线偏基”与“圆偏基”产生三种光脉冲强度、四种偏振态共九种光脉冲信号，通过光纤衰减器后将量子态光信号中所包含的平均光子数衰减至单光子水平，将步骤a）中强度比例为1:3的光脉冲衰减至每脉冲平均光子数为µ=0.2和µ=0.6，制备出三种光脉冲强度、四种偏振态共计9种量子态。