[发明专利]一种相位解码方法、装置和量子密钥分发系统

说明书

本发明提出了一种相位解码方法、装置和量子密钥分发系统，该方法包括：将入射的一路输入光脉冲偏振分束为第一路传输光脉冲和第二路传输光脉冲；分别对所述第一路传输光脉冲和第二路传输光脉冲进行相位解码，且每路传输光脉冲在相位解码后均得到两路子输出光脉冲；将第一路传输光脉冲在相位解码后的任一路子输出光脉冲与第二路传输光脉冲在相位解码后的任一路子输出光脉冲偏振合束为一路输出光脉冲。本发明可有效解决光脉冲偏振态随机变化对系统稳定性产生的影响，实现传输光纤环境干扰免疫的稳定相位解码。此外，本发明采用不等臂马赫‑曾德尔干涉环，光脉冲在解码时只需经过一次相位调制器，大大减小了接收端的插入损耗，可观地提高了系统效率。

技术领域

本发明涉及光传输保密通信技术领域，尤其涉及一种相位解码方法、装置和量子密钥分发系统。

背景技术

以不等臂干涉环为基础的相位编码量子密钥分发系统，光脉冲在光纤量子信道传输过程中，因光纤制作存在截面非圆对称、纤芯折射率沿径向不均匀分布等非理想情况，以及光纤在实际环境中受温度、应变、弯曲等影响，产生双折射效应，光脉冲在到达接收端时的偏振态发生随机变化，造成相位解码干涉环输出结果不稳定，并且随着光纤距离的增加恶化明显。在现有技术中提出了一种不等臂法拉第-迈克尔逊干涉环，可使光脉冲的偏振态不受光纤信道随机双折射的影响，保持干涉结果稳定输出。但是，这种干涉环损耗大，其中相位调制器的插损是引起较大损耗的主要因素之一，当相位调制器置于干涉环的一臂时，光脉冲由于来回传输会经过相位调制器两次，从而造成干涉环的损耗较大，系统效率偏低。

发明内容

本发明的主要目的在于提出一种相位解码方法、装置和量子密钥分发系统，用以解决相位编码量子密钥分发系统中低插损的偏振无关的相位解码的难题，基于不等臂马赫-曾德尔干涉环建立高效的环境干扰免疫的量子密钥分发系统。

为实现上述目的，本发明提供了一种相位解码方法，所述方法包括：

将入射的一路输入光脉冲偏振分束为第一路传输光脉冲和第二路传输光脉冲；

分别对所述第一路传输光脉冲和第二路传输光脉冲进行相位解码，且每路传输光脉冲在相位解码后均得到两路子输出光脉冲；

将第一路传输光脉冲在相位解码后的任一路子输出光脉冲与第二路传输光脉冲在相位解码后的任一路子输出光脉冲偏振合束为一路输出光脉冲。

可选的，所述分别对所述第一路传输光脉冲和第二路传输光脉冲进行相位解码，包括：

将一路传输光脉冲分束为两路子传输光脉冲，并将分束后的两路子传输光脉冲合束为两路子输出光脉冲；

其中，在对一路传输光脉冲进行相位解码的过程中，控制光脉冲的偏振态，以使在合束为两路子输出光脉冲之前的两路子传输光脉冲的偏振态相同。

可选的，所述方法还包括：

在偏振分束至偏振合束的过程中，控制光脉冲的偏振态，以使偏振合束时的两路子输出光脉冲的偏振态相互正交。

可选的，所述控制光脉冲的偏振态，包括：

通过使用偏振保持型器件，维持光脉冲的偏振态始终保持不变。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种相位解码装置，包括：偏振分束器、两个相位解码器、以及一个或两个偏振合束器；

所述偏振分束器，用于将入射的一路输入光脉冲偏振分束为第一路传输光脉冲和第二路传输光脉冲；

所述两个相位解码器，用于分别对所述第一路传输光脉冲和第二路传输光脉冲进行相位解码，且每路传输光脉冲在相位解码后均得到两路子输出光脉冲；

所述偏振合束器，用于将第一路传输光脉冲在相位解码后的任一路子输出光脉冲与第二路传输光脉冲在相位解码后的任一路子输出光脉冲偏振合束为一路输出光脉冲。