[发明专利]用于时间相位编码的量子密钥分发光芯片及不等臂干涉仪光芯片

权利要求书

1.一种用于时间相位编码的量子密钥分发光芯片，其包括用于对光信号进行时间相位编码的时间相位调制模块，所述时间相位调制模块包括级联的第一等臂干涉仪和不等臂干涉仪，其中：

所述第一等臂干涉仪被设置用于通过调制两臂之间的相位差，仅在第一或第二输出端输出光信号，或者同时在所述第一和第二输出端输出光信号且所述光信号之间具有特定相位差；

所述不等臂干涉仪被设置成使由所述第一等臂干涉仪的不同输出端输出的光信号在一个时间周期内出现的时间位置不同；并且，

所述量子密钥分发光芯片上设有延时光路接口，以允许外接延时光路，使其接入所述不等臂干涉仪的两个臂中的至少一个，作为所述臂的一部分。

2.如权利要求1所述的量子密钥分发光芯片，其中：

所述第一等臂干涉仪包括第一多模干涉耦合器、第二多模干涉耦合器、形成于所述第一和第二多模干涉耦合器之间的第一和第二臂、以及设置于所述第一和/或第二臂上的第一相位调制器；

所述不等臂干涉仪包括所述第二多模干涉耦合器、第三多模干涉耦合器、以及形成于所述第二和第三多模干涉耦合器之间的第一和第二臂；并且，

所述不等臂干涉仪的第一和第二臂中的至少一个包括臂长调节组件，其被设置成通过经所述延时光路接口将所述延时光路接入所述臂中来改变所述臂的臂长。

3.如权利要求2所述的量子密钥分发光芯片，其中，所述臂长调节组件包括第四多模干涉耦合器、一个所述延时光路接口、以及所述延时光路；

所述第四多模干涉耦合器被设置成将所述臂上沿第一方向传输的光信号耦合至所述延时光路接口，以及将经所述延时光路接口输入的光信号耦合至所述臂上并使其沿所述第一方向传输。

4.如权利要求3所述的量子密钥分发光芯片，其中：

所述延时光路包括光纤以及与所述光纤一端连接的反射元件；并且/或者，

所述第四多模干涉耦合器为2＊2的多模干涉耦合器，以允许连接监控光电二极管来监测所述第一等臂干涉仪输出光信号的光强。

5.如权利要求2所述的量子密钥分发光芯片，其中，所述臂长调节组件包括两个所述延时光路接口，以及所述延时光路。

6.如权利要求5所述的量子密钥分发光芯片，其中，所述延时光路包括光纤，其用于连接所述两个延时光路接口。

7.如权利要求2所述的量子密钥分发光芯片，其中：

所述第一相位调制器为载流子色散型相位调制器；以及/或者，

所述第一等臂干涉仪的第一和/或第二臂上设有可调衰减器。

8.如权利要求2所述的量子密钥分发光芯片，其中，所述第一等臂干涉仪的第一和/或第二臂上设有第一相移器，用于寻找所述第一等臂干涉仪的最佳工作点；以及/或者，

所述不等臂干涉仪的第一和/或第二臂上设有第四相位调制器。

9.如权利要求8所述的量子密钥分发光芯片，其中，所述第一相移器为热调谐型相移器；以及/或者，所述第四相位调制器为载流子色散型相位调制器。

10.如权利要求1所述的量子密钥分发光芯片，其还包括：

强度补偿模块，其被设置用于调节光信号的光强，以使不同量子态的光信号之间满足预设的光强关系；以及/或者，

诱骗态强度调制模块，其被设置用于对光信号进行诱骗态编码；以及/或者，

同步光路，其被设置用于接收和输出同步光信号；以及/或者，

衰减监控模块，其被设置用于允许获取所述量子密钥分发光芯片的输出光信号的光强信息和/或攻击光信号的光强信息。

11.如权利要求10所述的量子密钥分发光芯片，其中，所述强度补偿模块包括第二等臂干涉仪，其具有第五多模干涉耦合器、第六多模干涉耦合器、形成于所述第五和第六多模干涉耦合器之间的第一和第二臂、以及设置于所述第一和/或第二臂上的第二相位调制器。