申请/专利权人：广东尤科泊得科技发展有限公司

申请日：2021-12-30

公开（公告）日：2024-02-27

公开（公告）号：CN114499839B

主分类号：H04L9/08

分类号：H04L9/08;H04B10/11;H04B10/70

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.02.27#授权;2024.01.16#专利申请权的转移;2022.05.31#实质审查的生效;2022.05.13#公开

摘要：本发明提供一种基于环形干涉仪的多用户OAM‑QKD系统及方法，系统包括Alice用户发送端，轨道角动量解复用单元和Bob用户接收端，所述Alice用户发送端包括信号调制装置、轨道角动量复用装置，所述轨道角动量解复用单元包括望远镜组件和轨道角动量解复用装置；所述Bob用户接收端包括N个Bob用户，每个Bob用户包括M‑Z型相位分离装置与探测装置；所述信号调制装置产生的光信号依次进入到轨道角动量复用装置、第一、第二望远镜组件和轨道角动量解复用装置，然后传送至对应所述Bob用户接收端的M‑Z型相位分离装置中，最后进入到所述探测装置进行探测，经后处理后产生最终的安全的量子密钥。

主权项：1.一种基于环形干涉仪的多用户OAM-QKD系统，其特征在于，包括Alice用户发送端，轨道角动量解复用单元和Bob用户接收端；所述Alice用户发送端包括信号调制装置、轨道角动量复用装置，所述信号调制装置包括光源装置和相位分离组件，所述轨道角动量复用装置包括空间光调制器和第一望远镜组件；所述轨道角动量解复用单元包括第二望远镜组件和轨道角动量解复用装置；所述Bob用户接收端包括N个Bob用户，每个Bob用户包括M-Z型相位分离装置与探测装置；所述信号调制装置产生的光信号依次进入所述空间光调制器、第一望远镜组件、第二望远镜组件和轨道角动量解复用装置，然后所述轨道角动量解复用装置根据光子所携带轨道角动量的值将光子从不同的接收端端口输出；所述轨道角动量解复用装置输出的信号光子将传送至对应端口Bob用户的M-Z型相位分离装置中，最后进入到所述探测装置进行探测；所述第二望远镜组件包括两个共焦的凸透镜；所述轨道角动量解复用装置包括第五分束器，电荷耦合元件，若干级联的第一环形干涉仪及第二环形干涉仪，第五反射镜，第一半波片，第二半波片，四分之一波片，第二偏振分束器，反射用户端和透射用户端，每个第一环形干涉仪包括入射端口，第六分束器，第三反射镜，第四反射镜，第一达夫棱镜、第二达夫棱镜，波前校正器，出射反射端口，出射透射端口；每个第二环形干涉仪包括入射端口，第一偏振分束器，第六反射镜至第八反射镜，第三达夫棱镜、第四达夫棱镜，出射端口；信号光子第二望远镜组件后，经过第五分束器分束后，一束进入电荷耦合元件，另一束由所述第一环形干涉仪的入射端口进入到所述第一环形干涉仪中，接着进入第一环形干涉仪的第六分束器中，在所述第六分束器处形成第一光路和第二光路，其中第一光路路径为：一部分信号光子经第三反射镜反射，进入波前校正器，然后由波前校正器反射后经过第四反射镜后反射进入第一达夫棱镜，穿过第一达夫棱镜回到第六分束器中；第二光路路径为：另一部分信号光子通过第六分束器后经第四反射镜反射，进入波前校正器，然后由波前校正器反射经过第三反射镜后进入第二达夫棱镜，穿过第二达夫棱镜进入第六分束器中；两束光在第六分束器进行干涉，干涉后分别从出射反射端口和出射透射端口射出；一部分信号光子从出射反射端口射出后经过第一半波片进入级联的第二环形干涉仪中，接着进入第二环形干涉仪的第一偏振分束器，在所述第一偏振分束器处形成第一光路和第二光路，其中第一光路路径为：一部分信号光子依次经第六反射镜，第七反射镜后，反射进入第三达夫棱镜，从第三达夫棱镜出射后经过第八反射镜回到第一偏振分束器中耦合；第二光路路径为：另一部分信号光子依次经第八反射镜，第七反射镜后，反射进入第四达夫棱镜，从第四达夫棱镜出射后经过第六反射镜回到第一偏振分束器中耦合，然后穿过第二半波片和四分之一波片，进入第二偏振分束器中分束，分别从反射用户端和透射用户端出射；另一部分信号光子从出射透射端口射出后经过第五反射镜和第一半波片进入级联的第二环形干涉仪中，接着进入第二环形干涉仪的第一偏振分束器，在所述第一偏振分束器处形成第一光路和第二光路，其中第一光路路径为：一部分信号光子依次经第六反射镜，第七反射镜后，反射进入第三达夫棱镜，从第三达夫棱镜出射后经过第八反射镜回到第一偏振分束器中耦合；第二光路路径为：另一部分信号光子依次经第八反射镜，第七反射镜后，反射进入第四达夫棱镜，从第四达夫棱镜出射后经过第六反射镜回到第一偏振分束器中耦合然后穿过第二半波片和四分之一波片，进入第二偏振分束器中分束，分别从反射用户端和透射用户端出射；所述Bob用户接收端包括N个Bob用户，每个Bob用户分别与多级级联的最后一级即多个第二环形干涉仪的出射端口的任意一个端口连接。

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权利要求：

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