[实用新型]一种基于硅基集成芯片的偏振编码QKD系统

摘要

一种基于硅基集成芯片的偏振编码QKD系统，将偏振编码器和偏振解码器利用硅基光波导器件设计并集成在同一片硅基光子芯片上，利用相位调制器和两维光栅耦合器为基本器件，实现了QKD系统的偏振编/解码，具有系统简单，编/解码速度高、可靠性高等优点，在发射端发射端，需要1个单光子源，相对于传统的偏振编码QKD系统的4或8个单光子源，大大降低了成本和系统复杂度；在接收端相对于传统的偏振编码QKD系统，利用了2个单光子探测器代替4个单光子探测器实现了信号的接收，降低了系统的成本和复杂度。另外，本实用新型还提供了基于硅基集成芯片的偏振编码的编码方法，在编/解码速率上具有极大的优势，可实现超过10GHz偏振编码QKD系统。

主权项

1.一种基于硅基集成芯片的偏振编码QKD系统，包括发射编码端以及接收解码端，所述发射编码端包括依次连接的单光子源、编码‑偏振控制器和偏振编码器，所述接收解码端包括解码‑偏振控制器、接收端‑两维光栅耦合器、偏振解码器以及两路单光子探测器，其特征在于，所述偏振编码器包括相连接的编码‑前端干涉环与编码‑后端编码环，所述编码‑前端干涉环的上、下两臂中任意一臂设有第一相位调制器，所述编码‑后端编码环的上、下两臂中分别设有第二相位调制器、第三相位调制器，所述编码‑后端编码环的输出端连接发射端‑两维光栅耦合器，所述发射端‑两维光栅耦合器通过光纤信道连接解码‑偏振控制器，所述解码‑偏振控制器与接收端‑两维光栅耦合器连接，所述偏振解码器包括相连接的解码‑前端解码环与解码‑后端干涉环，所述解码‑前端解码环的上、下两臂中分别设有第四相位调制器、第五相位调制器，所述解码‑后端干涉环的上、下两臂中任意一臂设有第六相位调制器，所述接收端‑两维光栅耦合器连接解码‑前端解码环，所述解码‑后端干涉环的上、下两臂分别连接有一路单光子探测器，所述偏振编码器和偏振解码器利用硅基光波导器件设计并集成在同一片硅基光子芯片上。