[发明专利]一种四路同轴的自由空间量子通信编码装置

摘要

本发明公开一种四路同轴的自由空间量子通信编码装置，该装置将4路编码信号耦合至1根单模光纤进行发射来确保4路量子光的高精度同轴，同时利用单模光纤具备幺正变化的偏振特性，采用1/4、1/4、1/2波片组合的方案对光纤引入的偏振变化进行补偿来确保出射光的偏振状态，并利用BB84解码模块对偏振补偿进行监测来保证偏振补偿效果。该发明具备高同轴度及高稳定性的特性，保密性更高；该发明适应了空间量子通信中对编码模块小型化、高保偏、高可靠的迫切需求。

主权项

一种四路同轴的的自由空间量子通信编码装置，包括BB84偏振编码模块(1)、光束耦合装置(2)、第一可旋转1/4波片(3)、第二可旋转1/4波片(4)、可旋转1/2波片(5)、扩束镜(6)、保偏切光镜(7)、BB84偏振解码模块(8)，其特征在于：BB84偏振编码模块(1)通过带LD的第一保偏光纤(1‑1‑1)、带LD的第二保偏光纤(1‑1‑2)、带LD的第三保偏光纤(1‑2‑1)及带LD的第四保偏光纤(1‑2‑2)引入4路量子信号，所述4路量子信号中的大部分光经过BB84偏振编码模块(1)后分别以0°、90°、+45°和‑45°4种线偏光同轴输出，4种线偏光再经过光束耦合装置(2)准直后输出，输出的4路准直光分别经过第一可旋转1/4波片(3)、第二可旋转1/4波片(4)、可旋转1/2波片(5)、扩束镜(6)后发射，其中扩束镜(6)用于压缩出射光发散角，同时扩大出射光斑大小；所述4路量子信号中的小部分光经过保偏切光镜(7)反射后进入BB84偏振解码模块(8)，BB84偏振解码模块(8)可对进入至模块内部的偏振光的0°、90°、+45°和‑45°的偏振分量同时进行测量，进而监视出射光偏振状态，通过对出射光偏振状态的测量，利用波片组进行偏振态补偿来保证出射光的偏振状态；同时带LD的第一保偏光纤(1‑1‑1)、带LD的第二保偏光纤(1‑1‑2)、带LD的第三保偏光纤(1‑2‑1)及带LD的第四保偏光纤(1‑2‑2)所引入量子信号能量大小可由BB84解码模块(8)所接收到的信号进行反馈，通过能量反馈信息将4路出射光的能量调节一致。