技术摘要：
本申请提供一种光源相位差测试系统及方法，涉及量子保密通信技术领域，所述系统包括：第一光源；第二光源；第一分束器、第二分束器、第三分束器、第四分束器、第五分束器、第六分束器，用于将两光源发出的光信号分成八路光信号；延时线，用于部分光路的延时；四分之一  全部
背景技术：
量子保密通信技术主要是基于量子密钥分发技术  (Quantum  Key  Distribution， QKD)  ，QKD是利用量子力学特性来保证通信安全性，使通信的双方能够产生并分享一个随 机的、安全的密钥，来加密和解密消息。连续变量量子密钥分发(CVQKD)是量子密钥分发领 域中的一个重要分支，因为其在发射端（Alice端）使用电磁场的正交分量(位置分量和动量 分量)来调制信息，在接收端（Bob端）使用相干探测技术(零差探测和外差探测)来解调信息 的特点，使得CVQKD可以用标准的通信器件来实现，并且适合与经典信号共用一根光纤传 输，由此看来，这种CVQKD技术有希望成为一种低成本、高成码率的量子密钥分发方案，因 此，作为量子密钥分发的一个重要分支，发展实用化的CVQKD系统意义十分重大。 图1示出了现有技术中的一种连续变量量子密钥分发系统，如图1所示，在该CVQKD 系统中，由在Alice端的激光器发送一束脉冲光，该脉冲光通过一个分束器(BS)分为强度较 大的脉冲导频光和强度微弱的脉冲信号光，其中导频光是一个强的相位基准，但其自身不 携带任何信息，可认为是经典信号。信号光在Alice端通过使用幅度调制器(AM)、相位调制 器(PM)和衰减器(VOA)实现高斯调制，另一路导频光经过时分复用和偏振复用与经调制的 信号光耦合到一根光纤中，并且传输到Bob端。Bob端接收到由Alice端发送过来的耦合信号 后，首先使用偏振控制器和偏振分束器(PBS)来分离量子信号光与导频光，量子信号光和导 频光分离后分别被送入两路零差探测器a和b中，与此同时，Bob端本地也需要产生一个本振 光用于进行相干探测，如图1所示，该本振光将由本地激光器产生，本地激光器输出的本振 光经过强度调制器(AM)调制后被分束器(BS)分成两路，分别用于与量子信号光和导频光进 行相干作用后进入零差探测器a和b中。 在如图1所示的现有技术中，解码过程需要Bob端本地产生的本振光与Alice端发 送过来的信号光和导频光进行干涉，其中，对于CVQKD系统，由于基矢选择的需要，本振光与 信号光干涉需要有特定的相位差，例如相位差为零或者 。但是，由于Bob端本地产生本振 光的激光器和Alice端激光器相互独立，并且在干涉之前本振光和信号光的通光路径不同， 路径的不同也会引起相位差的不同，导致本振光与信号光干涉时的相位差不一定是特定需 要的相位差例如相位差为零或者 ，因此，需要在本振光与信号光干涉之前，测量出本振光 与信号光的相位差，以便进行相位补偿满足本振光与信号光特定相位差的需要。由于导频 光与信号光的相位差为零或者是确定值，因此，测量出本振光与导频光干涉前的相位差就 可知本振光与信号光干涉前的相位差。如图1所示，本振光与导频光可以看做两种不同的光 源，在进入零差探测器b前即两者干涉之前，需要一种测量两光源相位差的系统用以测试本 振光与导频光干涉前的相位差。 4 CN 111740778 A 说　明　书 2/10 页
技术实现要素：
本申请提供一种光源相位差测试系统及方法，以解决CVQKD系统中测量两光源相 位差的问题。 一种光源相位差测试系统，包括： 第一光源； 第二光源； 第一分束器、第二分束器、第三分束器，用于将所述第一光源输出的光信号等分为四 路，分别为第一路、第二路、第三路、第四路； 第四分束器、第五分束器、第六分束器，用于将所述第二光源输出的光信号等分位四 路，分别为第五路、第六路、第七路、第八路； 延时线，用于延时所述第三路、第四路、第七路与第八路光信号，所述第三路、第四路、 第七路与第八路光信号的延时时长均为 ； 四分之一波片，用于改变所述第六路与所述第八路光信号的相位，所述第六路、第八路 光信号的相位改变均为 ； 第七分束器为两进两出式分束器，用于将所述第一路与所述第五路光信号先分束后干 涉； 第八分束器为两进两出式分束器，用于将所述第二路与所述第六路光信号先分束后干 涉； 第九分束器为两进两出式分束器，用于将所述第三路与所述第七路光信号先分束后干 涉； 第十分束器为两进两出式分束器，用于将所述第四路与所述第八路光信号先分束后干 涉； 第一平衡零差探测器，连接于所述第七分束器，用于输出第一强度差值； 第二平衡零差探测器，连接于所述第八分束器，用于输出第二强度差值； 第三平衡零差探测器，连接于所述第九分束器，用于输出第三强度差值； 第四平衡零差探测器，连接于所述第十分束器，用于输出第四强度差值； 处理器，分别连接于所述第一平衡零差探测器、所述第二平衡零差探测器、所述第三平 衡零差探测器以及所述第四平衡零差探测器的输出端，用于根据所述第一强度差值、所述 第二强度差值、所述第三强度差值、所述第四强度差值、所述延时时长以及所述相位改变计 算所述第一光源与所述第二光源的相位差。 优选地，所述第一分束器、第二分束器、第三分束器、第四分束器、第五分束器、第 六分束器均为一进两出式分束器。 优选地，所述处理器被配置为包含：关于第一光源与第二光源频率差以及第一光 源与第二光源相位差的第一函数式、第一光源与第二光源频率差以及第一光源与第二光源 相位差的第二函数式，所述第一函数式被描述为： ，所述第二 函数式被描述为： ，其中， 为第一光源与第 5 CN 111740778 A 说　明　书 3/10 页 二光源的频率差、 为第一光源与第二光源的相位差、 表示时间、 为延时时长、 为延时相位差、 为第一强度差、 为第二强度差、 为第三强度差、 为第四强度 差。 一种光源相位差测试方法，应用所述的光源相位差测试系统实现，所述光源相位 差测试方法包括： 将第一光源输出的光信号等分为四路，分别为第一路、第二路、第三路、第四路； 将第二光源输出的光信号等分为四路，分别为第五路、第六路、第七路、第八路； 延时所述第三路、第四路、第七路与第八路光信号，延时时长均为 ； 改变所述第六路与所述第八路光信号的相位，相位改变均为 ； 将所述第一路与所述第五路光信号先分束后干涉得到干涉后的第一组光信号； 将所述第二路与所述第六路光信号先分束后干涉得到干涉后的第二组光信号； 将所述第三路与所述第七路光信号先分束后干涉得到干涉后的第三组光信号； 将所述第四路与所述第八路光信号先分束后干涉得到干涉后的第四组光信号； 通过第一平衡零差探测器得到第一强度差值； 通过第二平衡零差探测器得到第二强度差值； 通过第三平衡零差探测器得到第三强度差值； 通过第四平衡零差探测器得到第四强度差值； 通过处理器根据所述第一强度差值、所述第二强度差值、所述第三强度差值、所述第四 强度差值、所述延时时长以及所述相位改变计算得到所述第一光源与所述第二光源的相位 差。 优选地，通过处理器根据所述第一强度差值、所述第二强度差值、所述第三强度差 值、所述第四强度差值、所述延时时长以及所述相位改变计算得到所述第一光源与所述第 二光源的相位差，所述处理器包含计算所述第一光源与所述第二光源的相位差的第一函数 式与第二函数式。 由以上本申请提供的技术方案可见，提供了一种光源相位差测试系统及方法，通 过将两光源信号分束、延时、改变相位、零差探测等操作可以得到一组关于两光源频率差与 相位差的函数式，进而通过运算可得两光源的相位差，本系统可以顺利解决CVQKD系统中测 量两光源相位差的问题。 附图说明 为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简 单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还 可以根据这些附图获得其他的附图。 图1为现有技术中的一种连续变量量子密钥分发系统结构示意图； 图2为本申请的一种光源相位差测试系统结构示意图。