一種基于擴(kuò)束鏡-平面鏡-望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)的樓宇間量子通信裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及樓宇間量子通信技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著全球電子商務(wù)的迅速發(fā)展，保密通信在商業(yè)、軍事和外交等領(lǐng)域顯得尤為重要。保密通信中的關(guān)鍵是密鑰，通信安全就在于保證密鑰的安全。量子密碼術(shù)，更確切地說是量子密鑰分配，采用單光子通信技術(shù)，通信雙方通過量子信道和經(jīng)典信道建立、傳輸密鑰。根據(jù)量子力學(xué)的不確定原理和量子不可克隆原理，任何竊聽者的存在都會(huì)被發(fā)現(xiàn)，從而保證密鑰的絕對(duì)安全，也就保證了加密信息的絕對(duì)安全。
[0003]在樓宇間進(jìn)行自由空間量子通信，能夠?qū)崿F(xiàn)保密信息在通信雙方間的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸和實(shí)時(shí)傳輸，能夠完全避開互聯(lián)網(wǎng)對(duì)通信雙方保密信息傳輸?shù)挠绊?。由于樓宇間鏈路距離在幾百米或幾公里的量級(jí)，大氣湍流對(duì)量子通信的影響較小，量子誤碼率較低，量子比特傳輸率較高。在樓宇間進(jìn)行量子通信，需要考慮通信編碼解碼問題、鏈路建立問題和偏振補(bǔ)償問題。解決樓宇間點(diǎn)對(duì)點(diǎn)量子通信技術(shù)，對(duì)于建立局域樓宇空間量子通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有重要的意義。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的是為了解決樓宇間點(diǎn)對(duì)點(diǎn)量子通信難以實(shí)現(xiàn)的問題，提供一種基于擴(kuò)束鏡-平面鏡-望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)的樓宇間量子通信裝置。
[0005]本實(shí)施方式所述的一種基于擴(kuò)束鏡-平面鏡-望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)的樓宇間量子通信裝置包括發(fā)射機(jī)和接收機(jī)；
[0006]所述發(fā)射機(jī)包括第一激光二極管LDl、第二激光二極管LD2、第三激光二極管LD3、第一可變光衰減器OA1、第二可變光衰減器OA2、第一偏振片P1、第二偏振片P2、第三偏振片P3、第一光束分離器BSl、第二光束分離器BS2、擴(kuò)束鏡BE和第一平面鏡Ml ；
[0007]第一激光二極管LDl產(chǎn)生的信號(hào)光依次經(jīng)過第一可變光衰減器OAl和第一偏振片Pl后，入射至第一光束分離器BS1，經(jīng)所述第一光束分離器BSl反射，第二激光二極管LD2產(chǎn)生的信號(hào)光依次經(jīng)過第二可變光衰減器OA2和第二偏振片P2后，入射至第一光束分離器BSl，經(jīng)所述第一光束分離器BSl透射后，與第一激光二極管LDl發(fā)出的、經(jīng)所述第一光束分離器BSl反射的信號(hào)光合成一束光，即第一合成光束；第一合成光束入射至第二光束分離器BS2，并經(jīng)第二光束分離器BS2透射；
[0008]第三激光二極管LD3產(chǎn)生的信號(hào)光經(jīng)過第三偏振片P3后，入射至第二光束分離器BS2，經(jīng)所述第二光束分離器BS2反射；
[0009]經(jīng)第二光束分離器BS2透射的第一合成光束與第三激光二極管LD3發(fā)出的、經(jīng)第二光束分離器BS2反射的信號(hào)光合成一束光，即第二合成光束；
[0010]接收機(jī)包括第二平面鏡M2、望遠(yuǎn)鏡T、第三光束分離器BS3、第四光束分離器BS4、第一干涉濾波器IF1、第二干涉濾波器IF2、第四偏振片P4、第五偏振片P5、第六偏振片P6、半波片HWP、第一透鏡L1、第二透鏡L2、第一探測(cè)器Dl、第二探測(cè)器D2和第三探測(cè)器D3 ；
[0011]所述第二合成光束經(jīng)擴(kuò)束鏡BE擴(kuò)束后，依次經(jīng)過第一平面鏡Ml反射和第二平面鏡M2反射，然后進(jìn)入望遠(yuǎn)鏡T ;
[0012]從望遠(yuǎn)鏡出射的光束入射至第三光束分離器BS3，并被第三光束分離器BS3分成反射光和透射光兩路；
[0013]所述反射光依次經(jīng)過第一干涉濾波器IFl和第四偏振片P4后，入射至第三探測(cè)器D3的光接收面；
[0014]所述透射光依次經(jīng)過第二干涉濾波器IF2和半波片HWP后，入射至第四光束分離器BS4，并被第四光束分離器BS4分成反射光和透射光兩路；
[0015]該反射光依次經(jīng)過第四光束分離器BS4和第一透鏡LI后，入射至第一探測(cè)器Dl的光接收面；
[0016]該透射光依次經(jīng)過第六偏振片P6和第二透鏡L2后，入射至第二探測(cè)器D2的光接收面。
[0017]本實(shí)用新型所述的一種基于擴(kuò)束鏡-平面鏡-望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)的樓宇間量子通信裝置，與已有量子通信裝置相比，增加了鏈路建立模塊和偏振補(bǔ)償模塊。鏈路建立模塊通過擴(kuò)束鏡-平面鏡-望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。偏振補(bǔ)償模塊通過接收機(jī)探測(cè)來自于發(fā)射機(jī)的偏振信標(biāo)以跟蹤發(fā)射機(jī)和接收機(jī)偏振基準(zhǔn)間的角度偏差，通過旋轉(zhuǎn)接收機(jī)的半波片實(shí)現(xiàn)偏振補(bǔ)償。采用本實(shí)用新型給出的量子通信裝置能夠?qū)崿F(xiàn)在樓宇間進(jìn)行保密信息的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸和實(shí)時(shí)傳輸，完全避開通過互聯(lián)網(wǎng)竊取保密信息的可能。本實(shí)用新型給出的量子通信裝置具有鏈路建立簡(jiǎn)單、大氣湍流影響較小、量子誤碼率較低和量子比特傳輸率較高等優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0018]圖1為本實(shí)用新型所述的一種基于擴(kuò)束鏡-平面鏡-望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)的樓宇間量子通信裝置的原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]【具體實(shí)施方式】一:結(jié)合圖1說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述的一種基于擴(kuò)束鏡-平面鏡-望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)的樓宇間量子通信裝置，包括發(fā)射機(jī)和接收機(jī)；
[0020]所述發(fā)射機(jī)包括第一激光二極管LDl、第二激光二極管LD2、第三激光二極管LD3、第一可變光衰減器OA1、第二可變光衰減器OA2、第一偏振片P1、第二偏振片P2、第三偏振片P3、第一光束分離器BSl、第二光束分離器BS2、擴(kuò)束鏡BE和第一平面鏡Ml ；
[0021]第一激光二極管LDl產(chǎn)生的信號(hào)光依次經(jīng)過第一可變光衰減器OAl和第一偏振片Pl后，入射至第一光束分離器BS1，經(jīng)所述第一光束分離器BSl反射，第二激光二極管LD2產(chǎn)生的信號(hào)光依次經(jīng)過第二可變光衰減器OA2和第二偏振片P2后，入射至第一光束分離器BSl，經(jīng)所述第一光束分離器BSl透射后，與第一激光二極管LDl發(fā)出的、經(jīng)所述第一光束分離器BSl反射的信號(hào)光合成一束光，即第一合成光束；第一合成光束入射至第二光束分離器BS2，并經(jīng)第二光束分離器BS2透射；
[0022]第三激光二極管LD3產(chǎn)生的信號(hào)光經(jīng)過第三偏振片P3后，入射至第二光束分離器BS2，經(jīng)所述第二光束分離器BS2反射；
[0023]經(jīng)第二光束分離器BS2透射的第一合成光束與第三激光二極管LD3發(fā)出的、經(jīng)第二光束分離器BS2反射的信號(hào)光合成一束光，即第二合成光束；
[0024]接收機(jī)包括第二平面鏡M2、望遠(yuǎn)鏡T、第三光束分離器BS3、第四光束分離器BS4、第一干涉濾波器IF1、第二干涉濾波器IF2、第四偏振片P4、第五偏振片P5、第六偏振片P6、半波片HWP、第一透鏡L1、第二透鏡L2、第一探測(cè)器Dl、第二探測(cè)器D2和第三探測(cè)器D3 ；
[0025]所述第二合成光束經(jīng)擴(kuò)束鏡BE擴(kuò)束后，依次經(jīng)過第一平面鏡Ml反射和第二平面鏡M2反射，然后進(jìn)入望遠(yuǎn)鏡T ;
[0026]從望遠(yuǎn)鏡出射的光束入射至第三光束分離器BS3，并被第三光束分離器BS3分成反射光和透射光兩路；
[0027]所述反射光依次經(jīng)過第一干涉濾波器IFl和第四偏振片P4后，入射至第三探測(cè)器D3的光接收面；
[0028]所述透射光依次經(jīng)過第二干涉濾波器IF2和半波片HWP后，入射至第四光束分離器BS4，并被第四光束分離器BS4分成反射光和透射光兩路；
[0029]該反射光依次經(jīng)過第四光束分離器BS4和第一透鏡LI后，入射至第一探測(cè)器Dl的光接收面；
[0030]該透射光依次經(jīng)過第六偏振片P6和第二透鏡L2后，入射至第二探測(cè)器D2