[实用新型]一种基于时间相位编码的QKD系统

权利要求书

1.一种基于时间相位编码的QKD系统，其包括QKD发送方、光纤信道和QKD接收方；

所述QKD发送方用于生成和输出时间相位编码光信号；

所述光纤信道用于连接QKD发送方和QKD接收方；

所述QKD接收方用于接收并解码时间相位编码光信号；

其特征在于，所述QKD接收方包括第一光电探测单元、第二光电探测单元、基于平面光波导技术实现的解码芯片、第一反射单元和第二反射单元；

所述解码芯片包括第一分束器和第二分束器，且形成有输入端口、时间基矢信号输出端口、第一相位基矢信号输出端口、第二相位基矢信号输出端口、第一反射端口和第二反射端口；

所述第一分束器形成有第一端口、第二端口、第三端口和第四端口，其中，经所述第一端口输入的光可由第二端口和第三端口输出，经所述第三端口输入的光可由第一端口和第四端口输出；

所述第二分束器形成有第五端口、第六端口、第七端口和第八端口，其中，经所述第五端口输入的光可由第六端口和第七端口输出，经所述第七端口输入的光可由第五端口和第八端口输出；

所述输入端口通过第一波导连接第一端口；

所述第二端口通过第二波导连接时间基矢信号输出端口；

所述第三端口通过第三波导连接第五端口；

所述第六端口通过第四波导连接第一反射端口；

所述第七端口通过第五波导连接第二反射端口，其中，所述第五波导在光程上不同于第四波导；

所述第八端口通过第六波导连接第一相位基矢信号输出端口；

所述第四端口通过第七波导连接第二相位基矢信号输出端口；

所述第一反射单元设于第一反射端口处，用于使光信号发生反射且偏振态发生90度偏转；

所述第二反射单元设于第二反射端口处，用于使光信号发生反射且偏振态发生90度偏转；

所述第一光电探测单元被设置用于探测由时间基矢信号输出端口输出的光信号；

所述第二光电探测单元被设置用于探测由第一和第二相位基矢信号输出端口输出的光信号。

2.如权利要求1所述的QKD系统，其特征在于，所述第一分束器被设置成，对于经第一端口输入的光，第二端口和第三端口之间的分束比为A2：A3，A2不等于A3；并且，所述第二分束器被设置用于提供等比例分束。

3.如权利要求2所述的QKD系统，其特征在于，所述解码芯片还包括第三分束器，所述第三分束器包括第九端口、第十端口、第十一端口和第十二端口，其中，经所述第九端口输入的光可由第十端口和第十一端口输出，经所述第十一端口输入的光可由第九端口和第十二端口输出，且对于经第九端口输入的光，第十端口和第十一端口之间的分束比为A2∶A3；

并且，所述第六波导包括第一波导段和第二波导段，所述第十一端口通过第一波导段连接第八端口，所述第十二端口通过第二波导段连接第一相位基矢信号输出端口。

4.如权利要求1-3中任一项所述的QKD系统，其特征在于，所述第一反射单元为45度法拉第旋转镜，且所述第二反射单元为45度法拉第旋转镜。

5.如权利要求2或3所述的QKD系统，其特征在于，A2∶A3＝70∶30。

6.如权利要求1-3中任一项所述的QKD系统，其特征在于，所述波导由二氧化硅材料形成，且所述分束器由二氧化硅材料形成。

7.如权利要求1-3中任一项所述的QKD系统，其特征在于，所述第五波导与第四波导之间的光程差为相位基矢下两个光脉冲之间的时间间隔的1/2。

8.如权利要求1-3中任一项所述的QKD系统，其特征在于，所述第一光电探测单元包括第三单光子探测器，其被设置于时间基矢信号输出端口处。

9.如权利要求1-3中任一项所述的QKD系统，其特征在于，所述第二光电探测单元包括第一单光子探测器和第二单光子探测器，所述第一单光子探测器被设置于第一相位基矢信号输出端口处，所述第二单光子探测器被设置于第二相位基矢信号输出端口处。