[发明专利]量子与经典激光通信复用接收装置、系统

说明书

一种量子与经典激光通信复用接收装置、系统，该量子与经典激光通信复用接收装置包括：第一密集型光波复用器，用于使接收的复用信号中的各信号分离，得到至少一个波长的经典光信号和至少一个波长的光量子信号；至少一个激光通信解码探测器，用于一一对应的对一个波长的经典光信号进行探测，得到第一探测电信号；至少一个第一FP腔滤波器，用于一一对应地对一个波长的光量子信号进行滤波，得到第一滤波量子信号；至少一个量子解码器，用于一一对应地对一个波长的滤波信号进行解码，得到解码光信号；至少一个单光子探测器，用于一一对应地对一个波长的解码光信号进行探测，得到第二探测电信号。

技术领域

本发明涉及波分复用和基于FP腔的光学窄带滤波领域，特别涉及量子与经典激光通信复用接收装置、系统。

背景技术

量子与激光通信技术是目前国际上研究的热点问题。基于光纤的量子密钥分发（QKD）实验逐步拓展密钥分发距离到830km，通过可信中继实现网络化应用；在超远距离、移动目标、岛屿和驻外机构等光纤资源受限的场景，可以通过卫星中转的自由空间信道实现量子通信。中国科学技术大学的研究团队在量子保密通信京沪干线与“墨子号”量子卫星成功对接的基础上，构建了构建天地一体化广域量子保密通信网络的雏形，实现了4600km的量子通信。量子与经典激光通信复用是目前量子通信的常用方案。针对经典光纤信道的量子通信，经典激光通信的强光会引起拉曼散射的噪声；针对自由空间信道的量子通信，白天太阳光会引入宽谱的背景噪声。为实现高信噪比的量子通信，需要减小经典激光通信对光量子信号的影响。

相关的量子与经典激光通信复用系统的实现方案一般可以分为三类：第一种选取不同工作波长的光量子信号和经典激光通信经波分复用器进行复用，降低经典激光通信对光量子信号的影响，例如光量子信号的波长选为1550nm，经典激光通信的工作波长选为1310nm；第二种采用空心光纤完成光量子信号和经典激光通信的复用，空心光纤的非线性效应相比于常规光纤要弱很多，引入更少的噪声；第三种采用多芯光纤实现光量子信号和经典激光通信的复用，光量子信号和经典激光通信分别使用不同的纤芯，降低经典激光通信对光量子信号的影响。

其中，第一种方案为实现对噪声的高抑制，要求经典激光通信的工作波长远离光量子信号的工作波长，对经典激光通信的波长选择有较大的限制，降低了系统的波长利用率。利用波长转换可以解除对经典激光通信的波长的限制，但无疑会增加系统的复杂度以及技术成本。且这三种方案都只对光纤信道的量子与经典激光通信复用系统的噪声有抑制作用，对自由空间信道的量子与经典激光通信复用系统作用有限。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种量子与经典激光通信复用接收装置、系统，以减小经典光信号的信道和量子信道之间的波长间隔，提供更多可用的波长信道，扩充了信道的容量，提高了传输速率。

根据本发明的实施例，作为本发明的第一个方面，提供了一种量子与经典激光通信复用接收装置，包括：

第一密集型光波复用器，适用于使接收的复用信号中的各信号分离，得到至少一个波长的经典光信号和至少一个波长的光量子信号；

至少一个激光通信解码探测器，每个上述激光通信解码探测器适用于一一对应地对一个波长的经典光信号进行探测，得到第一探测电信号；

至少一个第一FP腔滤波器，每个上述第一FP腔滤波器适用于一一对应地对一个波长的光量子信号进行滤波，得到第一滤波量子信号；

至少一个量子解码器，每个上述量子解码器适用于一一对应地对一个波长的滤波信号进行解码，得到解码光信号；

至少一个单光子探测器，每个上述单光子探测器适用于一一对应地对一个波长的解码光信号进行探测，得到第二探测电信号；

其中，上述第一FP腔滤波器的滤波线宽被配置为使上述光量子信号的信道和上述经典光信号的信道之间的距离小于或者等于0.8nm。

根据本发明的实施例，上述第一FP腔滤波器包括：