申请/专利权人：中南大学

申请日：2022-06-17

公开（公告）日：2024-04-30

公开（公告）号：CN115001679B

主分类号：H04L9/08

分类号：H04L9/08

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.30#授权;2022.09.20#实质审查的生效;2022.09.02#公开

摘要：本发明公开了一种基于硅基集成芯片的CVQKD系统，包括光源处理端、量子密钥发送端、光纤信道和量子密钥接收端；光源处理端产生信号光并传输量子密钥发送端；量子密钥发送端接收信号光，进行处理后通过光纤信道发送到量子密钥接收端；量子密钥接收端接收光信号，进行后续处理完成数据的接收。本发明还公开了一种所述基于硅基集成芯片的CVQKD系统的分发方法。本发明通过采用协议可调的单元架构，能够满足多种不同连续量子密钥分发协议的需求；而且用于探测的本振光在接收端产生，有利于避免校准攻击；本发明集成度高，稳定性好，功能灵活。

主权项：1.一种基于硅基集成芯片的CVQKD系统，其特征在于包括光源处理端、量子密钥发送端、光纤信道和量子密钥接收端；光源处理端、量子密钥发送端、光纤信道和量子密钥接收端依次串接；光源处理端用于产生信号光，并传输到量子密钥发送端；量子密钥发送端用于接收信号光，进行处理后通过光纤信道发送到量子密钥接收端；量子密钥接收端用于接收光信号，进行后续的处理，从而完成数据的接收；所述的光源处理端包括处理端激光器、处理端超稳谐振腔、处理端第一幅度调制器和处理端第一偏振分束器；处理端激光器、处理端超稳谐振腔、处理端第一幅度调制器和处理端第一偏振分束器依次串联；处理端激光器用于产生连续的光波信号，并输入到处理端超稳谐振腔；处理端超稳谐振腔用于输出反馈信号至处理端激光器，保证处理端激光器产生窄线宽和无相位噪声的相干光，并将相干光传输到处理端第一幅度调制器；处理端第一幅度调制器用于弱化接收到的相干光的振幅噪声，并将噪声抑制后的连续光波传输到处理端第一偏振分束器；处理端第一偏振分束器用于将接收到的连续光波分为两束，1%的一束为信号光，99%的一束为导频信号光；并将信号光和导频信号光发送到量子密钥发送端；所述的量子密钥发送端包括发送端第一隔离器、发送端第一可调光衰减器、发送端第二可调光衰减器、发送端第一分束器、发送端第一幅度调制器、发送端第二幅度调制器、发送端第二分束器、发送端硅基相移器、发送端第三可调光衰减器、发送端偏振合束器、发送端二维光栅耦合器、发送端声光调制器和发送端第二隔离器；发送端第一隔离器的输出端连接发送端第一可调光衰减器和发送端第二可调光衰减器的输入端；发送端第一可调光衰减器的输出端连接发送端第一分束器的输入端；发送端第一分束器的输出端同时连接发送端第一幅度调制器和发送端第二幅度调制器的输入端；发送端第一幅度调制器的输出端和发送端第二幅度调制器的输出端同时连接发送端第二分束器的输入端；发送端第二分束器的输出端依次串接发送端硅基相移器、发送端第三可调光衰减器、发送端偏振合束器和发送端二维光栅耦合器；发送端第二可调光衰减器、发送端声光调制器和发送端第二隔离器依次串接；发送端第二隔离器的输出端连接发送端偏振合束器的输入端；发送端第一隔离器用于输入信号的隔离，并将输入的信号光发送到发送端第一可调光衰减器，将输入的导频信号光发送到发送端第二可调光衰减器；发送端第一可调光衰减器用于调整接收到的信号光的强度，并将调整后的信号光输入到发送端第一分束器；发送端第二可调光衰减器用于调整接收到的导频信号光的强度，并将调整后的导频信号光输入到发送端声光调制器；发送端第一分束器用于将接收到的信号光进行分束，并将分束后的信号同时输出到发送端第一幅度调制器和发送端第二幅度调制器；发送端第一幅度调制器用于对接收到的信号进行幅度调制，并将调制后的信号发送到发送端第二分束器；发送端第二幅度调制器用于对接收到的信号进行幅度调制，并将调制后的信号发送到发送端第二分束器；发送端第二分束器用于将接收到的信号进行合束，并将合束后的信号发送到发送端硅基相移器；发送端第一分束器、发送端第一幅度调制器、发送端第二幅度调制器和发送端第二分束器组成等臂马赫曾德尔调制器；发送端硅基相移器用于将接收到的光信号进行相位因子增强，并输出到发送端第三可调光衰减器；发送端第三可调光衰减器用于调整接收到的光信号的强度，以最大化密钥速率，并将调整后的光信号发送到发送端偏振合束器；发送端声光调制器用于将接收到的导频信号光进行频率上移，并将上移后的信号发送到发送端第二隔离器；发送端第二隔离器用于将接收到的信号进行隔离，并将信号发送到发送端偏振合束器；发送端偏振合束器用于将接收到的两路光信号进行合束，并输出到发送端二维光栅耦合器；发送端二维光栅耦合器用于将接收到的光信号耦合到波导中，并通过光纤信道发送到量子密钥接收端；所述的量子密钥接收端包括接收端偏振控制器、接收端滤波器、接收端二维光栅耦合器、接收端第一偏振分束器、接收端隔离器、接收端声光调制器、接收端混频器、接收端第一分束器、接收端第一幅度调制器、接收端第二分束器、接收端激光器、接收端第二幅度调制器、接收端第三分束器、接收端硅基相位调制器、接收端零拍探测器和接收端平衡零拍探测器；接收端偏振控制器、接收端滤波器、接收端二维光栅耦合器和接收端第一偏振分束器依次串接；接收端第一偏振分束器的第一输出端连接接收端接收端第一分束器的输入端，接收端第一偏振分束器的第二输出端连接接收端隔离器的输入端；接收端第一分束器的第一输出端连接接收端第一幅度调制器的输出端，接收端第一幅度调制器的输出端连接接收端平衡零拍探测器；接收端第一分束器的第二输出端连接接收端第二分束器的第一输入端；接收端隔离器的输出端连接接收端声光调制器的输入端，接收端声光调制器的输出端连接接收端90°混频器的第一输入端；接收端激光器、接收端第二幅度调制器和接收端第三分束器依次串接；接收端第三分束器的第一输出端连接接收端硅基相位调制器的输入端，接收端硅基相位调制器的输出端连接接收端第二分束器的第二输入端；接收端第三分束器的第二输出端连接接收端混频器的第二输入端；接收端第二分束器的输出端和接收端混频器的输出端均连接接收端零拍探测器；接收端偏振控制器用于对接收的光信号补充光纤信道发射的耦合光偏振方向的偏转，并将补充后的光信号发送到接收端滤波器；接收端滤波器用于接收到的光信号进行滤波，并将滤波后的光信号发送到接收端二维光栅耦合器；接收端二维光栅耦合器用于将接收到的光信号耦合到硅波导中，并传输到接收端第一偏振分束器；接收端第一偏振分束器用于将收到的光信号进行偏振分离，得到导频信号和编码信号；导频信号发送到接收端隔离器，编码信号发送到接收端第一分束器；接收端隔离器用于将接收到的导频信号进行隔离后，发送到接收端声光调制器；接收端声光调制器用于将接收到的信号进行频率移动，并将移动后信号发送到接收端混频器；接收端激光器用于产生本振光，并输出到接收端第二幅度调制器；接收端第二幅度调制器用于将接收到的本振光进行幅度调制，生成光脉冲，并发送到接收端第三分束器；接收端第三分束器用于将接收到的光脉冲分成两束，1%的一束光脉冲输入到接收端混频器，99%的一束光脉冲输入到接收端硅基相位调制器；接收端混频器用于将接收到的光信号进行混频，并将混频信号输出到接收端零拍探测器，提供相位偏移信息；接收端硅基相位调制器用于将接收到的光脉冲进行相位调制，并输出到接收端第二分束器；接收端第一分束器用于将接收到的编码信号分为两束光信号，1%的一束光信号发送到接收端第一幅度调制器，99%的一束光发送到接收端第二分束器；接收端第一幅度调制器将接收到的光信号进行幅度调制，并发送到接收端平衡零拍探测器，用于实现实时散粒噪声监控；接收端第二分束器用于将接收到的光信号传输到接收端零拍探测器；接收端零拍探测器和接收端平衡零拍探测器均用于零差检测。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中南大学 基于硅基集成芯片的CVQKD系统及分发方法

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD