全光纤量子通信系统中的高速偏振控制方案

偏振控制在光通信中是至关重要的技术, 关系着通信系统的稳定性和误码率. 本文提出一种基于双向Sagnac环工作方式的全光纤高速偏振控制方案, 通过调节环中一个光纤电光相位调制器的相位差而精确控制光场偏振方向, 并且实现了单个端口输出各种偏振态, 无需后续耦合操作. 相位控制精度为10^-3 rad, 最大消光比可达30 dB, 工作速率可达2 GHz. 由于本方案的精度、调制速度和稳定性都很高, 并采用了器件简单、成本低廉的全光纤光路, 易于集成, 在量子保密通信等光通信领域中有很好的应用前景. 关键词： 光纤偏振控制器 Sagnac环 量子通信     

用单光子偏振态的量子密码通信实验

根据海森堡测不准原理，使用量子密码可以使通信双方不需要事先准备相同的密码本即可绝对保密地通信，我们基于单光子偏振态的方案利用四个发光二极管作为光子源进行了传送量子公开密钥的原理性实验，得到的未经纠错的系统误码率为６％。     

浅谈量子密码术和保密通信

 密码术是对信息进行编码实现隐藏信息的一门学问。例如你想把信用卡号码告诉商家来买东西,但不希望任何有恶意的第三方截取你的信用卡号码,采用密码方法可以隐藏和保护需要保密的消息,使未受权者不能提取信息。被隐藏消息称做明文,密码可将明文变换成另一种隐藏的形式,称为密文。这种变换过程称做加密,其逆过程,即由密文恢复出原明文的过程称为解密。对明文进行加密时所采用的一组规则称做加密算法,对密文进行解密时所采用的一组规则称做解密算法。加密和解密算法的操作通常都是在一组密钥控制下进行的,密钥是密码体制安全保密的关键。密码体制分为单钥体制和双钥体制。单钥体制的加密密码和解密密码相同。     

相位-偏振编码的量子保密通信系统的研究

提出了一种新型的量子信息编码和解码新方法，并用全量子力学方法，对这种量子信息编码 技术进行了系统的理论分析.根据态叠加原理，可以用两个正交的偏振态，通过偏振干涉方 法合成一个新的偏振态.这个合成的偏振态由两个正交偏振态的相位差决定.改变相位差，就 可以合成各种不同的偏振态.而相位差的改变可以通过相位调制器来实现，从而可以用相位调制方法，实现对光子偏振态的编码和解码.这种方法可以随机地制备各种非正交偏振态， 也可以随机地产生各种非正交偏振态测量基，对各种非正交偏振态的光子进行检测和解码. 这种编码方法既具有相位编码方法传输距离大的优点，同时又克服了该方法信息损失过半的 缺点，还可以对光子的位相和偏振态进行精确补偿，有效地降低误码率. 关键词： 量子密钥分配 相位编码 偏振编码     

光纤混沌双芯双向保密通信系统研究

把量子阱激光混沌耦合反馈同步系统应用于光纤保密通信中,提出光纤混沌双芯双向保密通信设想.通过耦合外部光注入多量子阱激光混沌全光耦合反馈同步系统和光纤传输信道,建立了光纤混沌双芯双向通信系统物理模型.理论和数值证明了激光混沌同步,理论分析指出光纤中的自相位调制是限制激光混沌在光纤传输中同步的主要原因,并推导出混沌信号双芯双向传输中的非线性相移以及混沌激光功率限制和传输距离公式.数值实现了该系统在长距离二根光纤传输中的同步,详细地分析了系统同步时间随光纤传输长度的关系.模拟了调制频率06 GHz的混沌模拟通 关键词： 混沌 同步 光纤 保密通信     

光纤色散与损耗对光量子密钥分发系统的影响

运用量子薛定谔方程，通过计算传输光场干涉强度和分析量子密钥分发系统的误码率，研究了光纤色散和损耗对量子密钥分发系统误码率的影响.研究表明，在目前的基于光纤的量子密钥分发系统中，选择色散位移光纤并以损耗最小波长1.55 μm为工作波长，同时缩短脉冲宽度，可以有效提高量子密钥系统的传输距离. 关键词： 量子保密通信 量子密钥分发 光纤色散 光纤损耗     

利用量子几何相位制作光纤偏振旋转器

利用光纤中的量子几何相位(又称Berry相位),制作了单模光纤的线偏振光偏振面旋转器,并对器件进行了测量.实验数据表明,这种光纤偏振旋转器对光偏振面的旋转基本符合理论预计.对偏差进行处理后得到修正的定标公式,可更精确地反映出此光纤偏振旋转器的特性.     

量子保密通信的技术现状及安全性

理论上,量子密钥分发可以带来绝对安全的保密通信.但是真实系统的量子密钥分发的安全性需要进一步证明.现有的基于弱相干态的量子密码实验在光子数分离攻击下是完全不安全的.诱骗信号方案(decoy-state method)及纠缠对分发方案可以实现基于现有技术的、真实系统的绝对安全量子密钥分发.     

量子保密通信的技术现状及安全性

理论上，量子密钥分发可以带来绝对安全的保密通信．但是真实系统的量子密钥分发的安全性需要进一步证明．现有的基于弱相干态的量子密码实验在光子数分离攻击下是完全不安全的．诱骗信号方案（decoy-state method）及纠缠对分发方案可以实现基于现有技术的、真实系统的绝对安全量子密钥分发．     

局域网偏振光保密通信研究

利用保偏光纤受外界干扰时主轴变化，从而传输光的偏振度发变化，以传输光的偏振度为敏感参数，实时检测介入窃听，给编码保密通信增加了一个保密度，以光行被弯曲的半径来定义窃听检测阈值，典型阈值是8．5mm.     

在线单模光纤偏振控制器研究

利用Ｐｏｉｎｃａｒｅ球理论首次全面分析了在线全光纤偏振控制器。结果发现该偏振器可以有八种不同路径，实现任意偏振态之间的转化，最后通过实验验证了其工作性能。     

光纤偏振态自动补偿的光纤电流互感器

提出了一种对状结构光纤电流互感器中的输入光纤偏振态进行自动补偿的新结构,并给出了理论分析和实验结果。这种结构使光纤电流互感器的稳定性和检测精度有显著提高。     

Pulse Self-trapping Robustness to Polarization Mode Dispersion in Optical Fiber

In this paper, pulse self-trapping robustness to polarization mode dispersion in optical fibers is studied. Nonlinear pulse can be used to suppress PMD despite the input pulse shapes is found. When the nonlinear effect is stronger (initial pulse amplitude is larger), the suppression degree to PMD is better. As the initial chirp is considered, we find that the chirp is harmful to suppress PMD. The more is initial chirp, the more is the PMD value.     

Pulse Self-trapping Robustness to Polarization Mode Dispersion in Optical Fiber

In this paper, pulse self-trapping robustness to polarization mode dispersion in optical fibers is studied. Nonlinear pulse can be used to suppress PMD despite the input pulse shapes is found. When the nonlinear effect is stronger (initial pulse amplitude is larger), the suppression degree to PMD is better. As the initial chirp is considered, we find that the chirp is harmful to suppress PMD. The more is initial chirp, the more is the PMD value.     

A Three-Stage Quantum Cryptography Protocol

We present a three-stage quantum cryptographic protocol based on public key cryptography in which each party uses its own secret key. Unlike the BB84 protocol, where the qubits are transmitted in only one direction and classical information exchanged thereafter, the communication in the proposed protocol remains quantum in each stage. A related system of key distribution is also described.     

量子密码通信中量子比特率理论分析

在量子密钥分配中,量子比特率是一个重要的系统参数。通过引入测量因子和筛选因子,建立了基于理想单光子源和泊松分布单光子源的量子比特率理论模型,给出了量子比特率的表达式,并对两种单光子源进行了比较分析。结果表明,当平均光子数大于1时,泊松分布单光子源能被优化。在发射机脉冲重复率一定的条件下,采用泊松分布单光子源无法达到理想单光子源的量子比特率,这是为保密通信所必须付出的代价。     

基于Lyot型光纤消偏器特性的研究

在对Lyot型光纤消偏器的特性进行系统的理论分析的基础上，首次推导出并讨论了其偏振度与相应变量之间的函数关系。实际制作了偏振度为2．0％的Lyot型光纤消偏器，并由此验证了理论分析结果。     

偏振态调制的偏振无关干涉型光纤传感器

针对低双折射光纤双束干涉型传感器的两臂偏振态随机变化引起的信号衰落提出了一种新型的光纤传感器结构。通过在双束干涉仪的一臂中加入适当的对光波偏振太的高尖三角波或正弦波调制的偏振制，可以在干涉中见度略有降低的情况下消除偏振衰落的影响，实现偏振无关的干涉型光纤传感器。     

Calculation of Birefringence Distribution in Optical Fiber Based on Analysis of Angle Between States of Polarization

A method of the calculation of spatial birefringence distribution in an optical fiber link is presented. This method is based on analysis of the polarization properties of the backscattered optical signal. The analytical results are compared with numerical results. This comparison gives excellent agreement. The spatial birefringence distribution is evaluated from the measurement of the round-trip Mueller matrices derived from calculation of the angles between the input and output state of polarization.     

1550 nm单模光纤中的量子密钥分配

从实验中实现了红外波段的远程量子密钥分配。系统采用双不等臂M-Z干涉仪相位编码方式，工作波长为1550nm。通过分析量子密钥分配系统传输距离与误码率之间相互关系，给出了理论上理想不等臂M-Z系统与实际系统的最低误码率与传输距离间的关系，以及系统实测传输距离与误码率的关系。实验结果显示，本密钥分配系统已非常接近理想实验系统的性能。