[发明专利]基于连续变量量子密钥分发的对潜通信系统及其实现方法

摘要

本发明公开了一种基于连续变量量子密钥分发的对潜通信系统及其实现方法，属于水下通信技术领域。通过发送端的第一激光器、第一电光强度调制器、第二电光强度调制器、第一电光相位调制器、衰减器和第一准直器调制的系统配合，将光信号输出并进入接收端；第二激光器产生本振光，通过第三电光强度调制器和第二电光相位调制器的调制，与发送端输出的光信号进入零差探测器进行检测，最终在有效距离内建立安全密钥。本发明将连续变量变量量子密钥分发技术应用到自由空间对潜通信中，克服单纯的水下光通信距离短的弱点，保证了系统安全性；同时提供了自由空间设备与水下设备点对点的传输方式和以自由空间设备为中转站的多个水下设备之间的信息传输方式。

主权项

1.一种基于连续变量量子密钥分发的对潜通信系统，其特征在于，该系统由位于自由空间中的发送端(1)和位于水中的接收端(2)构成；所述发送端(1)包括：第一激光器(3)，用于产生原始的连续相干激光；第一电光强度调制器(4)，用于将第一激光器生成的连续相干激光调制成脉冲光信号；第二电光强度调制器(5)，用于调制脉冲光信号的振幅，将振幅大小调制成服从瑞利分布；第一电光相位调制器(6)，用于将光信号在相位上进行调制，将相位大小调制成服从均匀分布U；经过第二电光强度调制器(5)和第一电光相位调制器(6)的调制后，信号光呈高斯相干态|X+jP>，即信号光光场正交分量X和正交分量P服从高斯分布，其中，X＝Acosθ，P＝Asin(θ)，A和θ分别表示信号的振幅和相位；衰减器(7)，用于对光信号的能量进一步衰减；第一准直器(8)，用于将光纤中的光信号切换成在自由空间中传输，且用于将光束对准第二准直器(9)；所述接收端(2)包括：第二准直器(9)，用于接收光信号，将采集到的光信号转成光纤传输并输入到零差探测器(13)；零差探测器(13)，用于对光信号进行零差检测；分束器(14)，用于将接收到的信号光与本振光进行干涉；第二激光器(10)，用于产生本振光；第三电光强度调制器(11)，用于调制本振光的振幅；第二电光相位调制器(12)，用于调制本振光的相位；第一光电探测器(15)、第二光电探测器(16)，用于检测信号光与本振光干涉后的信号光强度；差分放大器(17)，用于将第一光电探测器(15)、第二光电探测器(16)的电信号进行差分放大操作；所述零差探测器(13)由分束器(14)、第一光电探测器(15)、第二光电探测器(16)和差分放大器(17)构成。