[发明专利]一种强度调制装置和方法

说明书

本发明揭示了一种强度调制装置，光源发出水平线偏振光入射到分束器，所述分束器设有两路输出，其中一路输出经延时光纤、相位调制器将光信号射入到偏振分束器，另一路直接将光信号射入到偏振分束器，所述偏振分束器的输出端将光信号射入到法拉第反射镜。本发明强度调制装置可以实现任意强度的高速调制，且方案本身可以实现自稳定，不需要额外的跟踪补偿措施，提高光强控制的准确性；方案本身不存在直流漂移造成的影响，故可以实现调制不同强度光信号时，不会造成光信号之间的调制相关性，提高系统安全性。

技术领域

本发明涉及光纤通信和量子密码相关技术领域，特别涉及采用诱骗态方案的量子密钥分发系统，使用强度调制装置进行诱骗态调制的技术。

背景技术

量子密钥分发系统可以为通信双方提供理论安全的对称密钥，所以多年来备受关注。BB84协议是第一个量子密钥分发协议，也是目前工程应用最多的，它的理论安全性已得到证明。然而，BB84协议要求光源采用单光子源，实际单光子源还未达到实用化的程度，使用弱相干光源替代单光子源，弱相干光源光子数服从泊松分布，其会受到光子束分离攻击风险。为了抵御该安全性风险，诱骗态技术应运而生。

诱骗态的主要思想是光源随机切换发送不同强度的光脉冲信号，故目前常采用外调制方法来实现不同强度光脉冲信号的切换，外调制器采用铌酸锂光强度调制器。然而，现有的技术存在如下问题：铌酸锂光强度调制器工作点会存在漂移，需要实时跟踪补偿，影响调制准确性和消耗系统资源；铌酸锂光强度调制器在速率达到GHz时会存在“图形效应”，即存在不同脉冲切换时的强相关性，影响系统安全性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是实现一种强度调制装置在工作时可以达到自稳定，无需实时跟踪补偿，提供调制准确性和减小系统资源；本发明提出的强度调制装置在速率达到GHz时，由于装置特殊的结构，不会存在直流漂移，可以自免疫“图形效应”，脉冲切换时互相不会存在影响，保证安全性。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种强度调制装置，光源发出水平线偏振光入射到分束器，所述分束器设有两路输出，其中一路输出经延时光纤、相位调制器将光信号射入到偏振分束器，另一路直接将光信号射入到偏振分束器，所述偏振分束器的输出端将光信号射入到法拉第反射镜。

所述分束器为保偏分束器，分光比为50:50。

所述延时光纤为保偏光纤。

所述相位调制器为保偏相位调制器。

所述偏振分束器为保偏偏振分束器。

所述法拉第反射镜为单模法拉第旋转反射镜，所述法拉第反射镜用于将光束反射并旋转偏振角度90度。

基于所述强度调制装置的强度调制方法：

光源发出水平线偏振光入射到分束器的1端口，分束器将光源分为两路光信号从分束器3端口和4端口射出；

所述3端口射出的光信号经延时光纤、相位调制器、偏振分束器射入到法拉第反射镜，再由法拉第反射镜反射经偏振分束器回射至分束器4端口；

所述4端口射出的光信号经偏振分束器射入到法拉第反射镜，再由法拉第反射镜反射经偏振分束器、相位调制器、延时光纤回射至分束器3端口；

两路光信号在到达相位调制器处加载相位信息；

两路回射至分束器的光信号在分束器处发生干涉，干涉后的光信号从分束器的1端口和2端口输出。

所述1端口输出光信号的光强：P1＝2I²*[1+cos(ψ2-ψ1)]；

所述2端口输出光信号的光强：P2＝2I²*[1+cos(ψ2-ψ1)]；