基于光子间隙随机分布的真随机数源

提出了利用模数转换器提高真随机数源速率的方案, 该方案基于衰减脉冲激光光子间隙随机分布, 可使随机数的产生速率提高十几倍.实验中将时间幅度转换仪与16位模数转换器相结合, 产生的各比特位随机数序列顺利通过了国际通用的随机数检测程序统计测试标准, 该方案实验装置简单, 增强了系统的抗干扰能力. 关键词： 衰减式单光子源 模数转换 延时符合 随机数检测     

基于光量子的真随机源

介绍基于单光子的量子随机性产生二元真随机序列的实验以及所采用的数学处理方法.实验利用单光子探测器,较高速的信号处理电路和计算机数据采集系统,接收记录随机选择反射或折射路径通过50/50分束器的光子,从而获得原始的二元随机序列.用Huffman编码方法把原始数据压缩为符合密码学要求的真随机序列.随机序列采集的速率理论上可达200kbit/s. 关键词： 真随机数源 单光子 光子束器 Huffman编码及数据压缩     

量子点操控的光子探测和圆偏振光子发射

半导体量子点是研究光子与电子态相互作用的优选固态体系,并在光子探测和发射两个方向上展现出独特的技术机遇.其中基于量子点的共振隧穿结构被认为在单光子探测方面综合性能最佳,但受到光子数识别、工作温度两个关键性能的制约.利用腔模激子态外场耦合效应,有望获得圆偏振态可控的高频单光子发射.本文介绍作者提出的量子点耦合共振隧穿（QD-cRTD）的光子探测机理,利用量子点量子阱复合电子态的隧穿放大,将QD-cRTD光子探测的工作温度由液氦提高至液氮条件,光电响应的增益达到10⁷以上,并具备双光子识别能力;同时,由量子点能级的直接吸收,原型器件获得了近红外的光子响应.在量子点光子发射机理的研究方面,作者实现了量子点激子跃迁和微腔腔模共振耦合的磁场调控,在Purcell效应的作用下增强激子自旋态的自发辐射速率,从而增强量子点中左旋或右旋圆偏振光的发射强度,圆偏度达到90%以上,形成一种光子自旋可控发射的新途径.     

窄带薄膜偏光分束镜的研制及其性能测试

采用非MacNeille形式的薄膜偏光分束镜的设计,在K9基体上交替镀制了ZrO2和SiO2薄膜,从而在690 nm处实现了P光和S光的偏振分光.搭建了三个偏光测试系统对样品的偏光性能进程了测试,测试结果表明：透射率曲线和理论设计曲线吻合得很好;透射P光的消光比优于1.3×10－3,可以作为优良的起偏镜;入射角变小时其消光比呈变优趋势.     

基于双偏振分束器的量子密钥分发系统

提出了利用两个偏振分束器的量子密钥分发系统，有效地解决了相位调制器的偏振依赖性问题. 以1310nm波长在通信距离为25km的光纤中实现了高密钥生成率，干涉对比度99.4%. 有效密钥生成率大于0.6kbit/s, 误码率0.5%. 关键词： 量子密钥分发 偏振分束器 单光子干涉     

一种基于双偏振分束器的量子秘密共享方案

提出一个基于双偏振分束器的单量子比特全光纤量子秘密共享方案, 该方案具有自动补偿光纤及光学器件的双折射效应和相位抖动的功能, 在干涉对比度测试和稳定性测试时, 该方案在5 km通信距离中, 获得的干涉对比度优于993%, 且可长时间保持稳定. 关键词： 量子秘密共享 偏振分束器 单光子干涉     

基于偏振纠缠光子对的单光子源

提出了一种基于参量下转换纠缠光子对获得单光子源的实验方案,并对实验的光路、数据采集方面做了详细介绍.实验结果显示,由此方案获得的单光子源的品质要优于弱相干光式的单光子源两个数量级,即多光子光脉冲出现的概率降低了100倍.实验结果表明此方案有望得到实际应用. 关键词： 单光子源 参量下转换 反符合测量     

倾斜入射时偏振分束棱镜的角宽压缩效应

从理论上计算了由于光束倾斜入射产生的棱镜起偏系统角谱宽度的压缩效应,计算结果表明,入射光束相对于棱镜入射面的入射角越大对角谱宽度的压缩就越明显,不同材料的基底折射率的差别对角谱宽度的压缩影响不大。通过举例从膜系设计的角度进一步论证了这一结论。还指明在实际系统中可以保持入射光束的相对角度不变的情况下,通过改变棱镜的形状来达到倾斜入射的目的从而实现角谱宽度的压缩。对如何设计出高性能的宽角宽光谱偏振分束镜具有重大的指导意义。     

偏光分束镜分束角的不对称性研究

文中给出了渥拉斯顿棱镜分束角的不对称性,并对通过调整胶合介质层来消除可调分束角棱镜的不对称性进行了分析。     

A hybrid-type quantum random number generator

This paper proposes a well-performing hybrid-type truly quantum random number generator based on the time interval between two independent single-photon detection signals, which is practical and intuitive, and generates the initial random number sources from a combination of multiple existing random number sources. A time-to-amplitude converter and multichannel analyzer are used for qualitative analysis to demonstrate that each and every step is random. Furthermore, a carefully designed data acquisition system is used to obtain a high-quality random sequence. Our scheme is simple and proves that the random number bit rate can be dramatically increased to satisfy practical requirements.     

光量子随机数发生器

设计制作了基于单光子量子随机性的二进制随机数发生器,通过50/50光分束器的光子流被其后的单光子探测器记录下光子路径,经高速电路和计算机数据采集系统转换为二进制随机数流,目前实验中随机数采集速率达100 Kbit/s,本文采用延迟符合计数法来克服探测器暗计数的影响.使暗计数对随机数序列的影响下降了2到3个数量级,最后应用的三种随机性测试表明所采数据随机性良好.     

基于忆阻器的数模混合随机数发生器

数字方法实现的混沌随机数发生器存在有限字长效应, 无法保证随机数良好的统计特性. 本文构建了一类包含最少模拟器件的新数模混合系统, 分析了混合系统的非线性动力学行为. 利用现场可编程逻辑门阵列和一阶广义忆阻器实现了复杂混沌映射, 克服了有限字长效应, 构造了稳定的高速混沌随机数发生器, 可以产生100 Gbit/s以上速率的随机数. 研究表明, 数模混合系统的混沌性对元件参数变化不敏感. 混合系统易于集成在图像加密、保密通信和雷达波形设计等应用系统中.     

A true random number generator based on the photon arrival time registered in a coincidence window between two single-photon counting modules

True random number generators are essential components for communications to be confidentially secured. In this paper a new method is proposed to generate random sequences of numbers based on the difference of the arrival times of photons detected in a coincidence window between two single-photon counting modules.     

A new pseudorandom number generator based on complex number chaotic equation

In recent years, various chaotic equation based pseudorandom number generators have been proposed, however, the chaotic equations are all defined in the real number field. In this paper, an equation is proposed and proved to be chaotic in the imaginary axis. And a pseudorandom number generator is constructed based on the chaotic equation. The alteration of the definitional domain of the chaotic equation from the real number field to the complex one provides a new approach to the construction of chaotic equations, and a new method to generate pseudorandom number sequences accordingly. Both theoretical analysis and experimental results show that the sequences generated by the proposed pseudorandom number generator possess many good properties.     

基于广义信息域离散轨迹变换的随机数生成器

广义信息域是所有可表示为二进制编码的数字信息构成的空间. 本文提出一种基于广义信息域离散轨迹变换的随机数生成器. 该生成器将广义信息域作为熵源空间, 把用户选择的数字信息作为熵源输出, 在对熵源输出进行重构处理的基础上使用离散轨迹变换方法生成随机数. 本文提出的生成器在平衡度、周期和抗碰撞等性能上均表现优良, 并通过美国国家标准技术研究院 测试证明其具有理想的随机性, 可以供用户快速方便地生成高安全随机数.     

A new pseudorandom number generator based on a complex number chaotic equation

In recent years, various chaotic equation based pseudorandom number generators have been proposed. However, the chaotic equations are all defined in the real number field. In this paper, an equation is proposed and proved to be chaotic in the imaginary axis. And a pseudorandom number generator is constructed based on the chaotic equation. The alteration of the definitional domain of the chaotic equation from the real number field to the complex one provides a new approach to the construction of chaotic equations, and a new method to generate pseudorandom number sequences accordingly. Both theoretical analysis and experimental results show that the sequences generated by the proposed pseudorandom number generator possess many good properties.