CN109104277A - 直流调制量子密钥分发相位解码方法和装置及相应系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出基于偏振正交旋转反射的直流调制量子密钥分发相位解码方法和装置及相应系统。该方法包括：将输入光脉冲分束为第一和第二路光脉冲；分别对第一和第二路光脉冲进行相位解码。对每路光脉冲进行相位解码包括：将该路光脉冲经分束器分束为两路子光脉冲，及分别沿两条子光路传输这两路子光脉冲并将它们作相对延时后分别经两个反射装置反射回分束器供合束输出，其中每路子光脉冲经相应反射装置反射时其两个正交偏振态作偏振正交旋转反射，对第一路光脉冲分束得到的两路子光脉冲中之一和/或对第二路光脉冲分束得到的两路子光脉冲中之一进行直流相位调制。本发明提供了一种易于实现和应用的抗偏振诱导衰落的相位编码量子密钥分发解码方案。

Description

直流调制量子密钥分发相位解码方法和装置及相应系统

技术领域

本发明涉及光传输保密通信技术领域，尤其涉及一种基于偏振正交旋转反射的直流调制量子密钥分发相位解码方法、装置及包括该装置的量子密钥分发系统。

背景技术

量子保密通信技术是量子物理与信息科学相结合的前沿热点领域。基于量子密钥分发技术和一次一密密码原理，量子保密通信可在公开信道实现信息的安全传输。量子密钥分发基于量子力学海森堡不确定关系、量子不可克隆定理等物理原理，能够实现在用户之间安全地共享密钥，并可以检测到潜在的窃听行为，可应用于国防、政务、金融、电力等高安全信息传输需求的领域。

目前，量子密钥分发的编码方案主要采用偏振编码和相位编码。地面量子密钥分发主要基于光纤信道传输，而光纤制作存在截面非圆对称、纤芯折射率沿径向不均匀分布等非理想情况，并且光纤在实际环境中受温度、应变、弯曲等影响，会产生随机双折射效应。采用偏振编码时，受光纤随机双折射的影响，偏振编码的量子态经长距离光纤传输后到达接收端时，光脉冲偏振态会发生随机变化，造成误码率升高，导致需要增加纠偏设备，增加了系统复杂度和成本，且对于架空光缆、路桥光缆等强干扰情况难以实现稳定应用。相比偏振编码，相位编码采用前后光脉冲的相位差来编码信息，在长距离光纤信道传输过程中能够稳定保持。然而对于相位编码方案，在干涉解码时，因传输光纤和编解码干涉仪光纤双折射的影响，存在偏振诱导衰落的问题，导致解码干涉不稳定。同样，若增加纠偏设备，虽然只需要对一种偏振态进行纠偏，但也会增加系统复杂度和成本。对于量子密钥分发相位编码方案，如何稳定高效地进行干涉解码是基于现有光缆基础设施进行量子保密通信应用的热点和难题。

发明内容

本发明的主要目的在于提出一种基于偏振正交旋转反射的直流调制量子密钥分发相位解码方法和装置，以解决相位编码量子密钥分发应用中偏振诱导衰落引起的相位解码干涉不稳定的难题。

本发明提供至少以下技术方案：

1.一种基于偏振正交旋转反射的直流调制量子密钥分发相位解码方法，其特征在于，所述方法包括：

将入射的任意偏振态的一路输入光脉冲分束为第一路光脉冲和第二路光脉冲；以及

分别对所述第一路光脉冲和第二路光脉冲按照量子密钥分发协议进行相位解码，

其中，分别对所述第一路光脉冲和第二路光脉冲按照量子密钥分发协议进行相位解码包括：

对于所述第一路光脉冲和第二路光脉冲中的每一路光脉冲，

将该路光脉冲经分束器分束为两路子光脉冲；以及

分别沿两条子光路传输所述两路子光脉冲，并将所述两路子光脉冲进行相对延时后分别经两个反射装置反射回所述分束器以由所述分束器合束输出，其中，对于所述两路子光脉冲中的每一路子光脉冲：

该路子光脉冲经所述两个反射装置中的相应反射装置反射时该路子光脉冲的两个正交偏振态作偏振正交旋转反射，使得经由所述相应反射装置的反射后，该路子光脉冲的每个正交偏振态变换成与其正交的偏振态，

其中，在分别对所述第一路光脉冲和第二路光脉冲按照量子密钥分发协议进行相位解码的过程中：

在所述分束器分束至所述分束器合束期间，对所述第一路光脉冲分束得到的两路子光脉冲中至少之一按照量子密钥分发协议进行直流相位调制，和/或对所述第二路光脉冲分束得到的两路子光脉冲中至少之一按照量子密钥分发协议进行直流相位调制。

2.根据方案1所述的基于偏振正交旋转反射的直流调制量子密钥分发相位解码方法，其特征在于，所述两个反射装置为圆偏振正交旋转反射装置。

3.根据方案2所述的基于偏振正交旋转反射的直流调制量子密钥分发相位解码方法，其特征在于，所述两个反射装置各包括反射镜。

4.根据方案1至3中任一所述的基于偏振正交旋转反射的直流调制量子密钥分发相位解码方法，其特征在于，所述分束器是圆保偏分束器。

5.根据方案1所述的基于偏振正交旋转反射的直流调制量子密钥分发相位解码方法，其特征在于，所述两个反射装置为线偏振正交旋转反射装置。

6.根据方案5所述的基于偏振正交旋转反射的直流调制量子密钥分发相位解码方法，其特征在于，所述两个反射装置各包括反射镜和四分之一波片，所述反射镜在所述四分之一波片后端与所述四分之一波片一体地形成，其中所述两路子光脉冲各自的两个正交偏振态之一的极化方向与所述四分之一波片的快轴或慢轴的夹角为45度。

7.根据方案1或5或6所述的基于偏振正交旋转反射的直流调制量子密钥分发相位解码方法，其特征在于，所述分束器是线保偏分束器。

8.根据方案1所述的基于偏振正交旋转反射的直流调制量子密钥分发相位解码方法，其特征在于，所述两个反射装置为椭圆偏振正交旋转反射装置。

9.根据方案1或8所述的基于偏振正交旋转反射的直流调制量子密钥分发相位解码方法，其特征在于，所述分束器是椭圆保偏分束器。

10.根据方案1至9中任一所述的基于偏振正交旋转反射的直流调制量子密钥分发相位解码方法，其特征在于，对于所述两路子光脉冲中的每一路子光脉冲：

保持该路子光脉冲的两个正交偏振态在所述分束器分束至所述相应反射装置反射期间保持不变，且在所述相应反射装置反射至所述分束器合束期间保持不变。

11.根据方案1所述的基于偏振正交旋转反射的直流调制量子密钥分发相位解码方法，其特征在于，所述两个反射装置各包括90度旋转法拉第反射镜，所述分束器是保偏分束器或非保偏分束器。

12.一种基于偏振正交旋转反射的直流调制量子密钥分发相位解码装置，其特征在于，所述相位解码装置包括：

前置分束器，用于将入射的任意偏振态的一路输入光脉冲分束为第一路光脉冲和第二路光脉冲；

与所述前置分束器光耦合的第一相位解码器，用于对所述第一路光脉冲进行相位解码；以及，

与所述前置分束器光耦合的第二相位解码器，用于对所述第二路光脉冲进行相位解码，

所述第一相位解码器包括第一分束器、两个第一反射装置以及与所述第一分束器光耦合并分别与所述两个第一反射装置光耦合的两条第一子光路，其中

所述第一分束器用于将所述第一路光脉冲分束为两路第一子光脉冲；

所述两条第一子光路用于分别传输所述两路第一子光脉冲，并用于实现所述两路第一子光脉冲的相对延时；

所述两个第一反射装置用于分别将来自所述第一分束器的经所述两条第一子光路传输来的所述两路第一子光脉冲反射回所述第一分束器以由所述第一分束器合束输出；

其中，所述两个第一反射装置被构造成使得，对于所述两路第一子光脉冲中的每一路第一子光脉冲：

该路第一子光脉冲经所述两个第一反射装置中的相应第一反射装置反射时该路第一子光脉冲的两个正交偏振态作偏振正交旋转反射，使得经由所述相应第一反射装置的反射后，该路第一子光脉冲的每个正交偏振态变换成与其正交的偏振态，

所述第二相位解码器包括第二分束器、两个第二反射装置以及与所述第二分束器光耦合并分别与所述两个第二反射装置光耦合的两条第二子光路，其中

所述第二分束器用于将所述第二路光脉冲分束为两路第二子光脉冲；

所述两条第二子光路用于分别传输所述两路第二子光脉冲，并用于实现所述两路第二子光脉冲的相对延时；

所述两个第二反射装置用于分别将来自所述第二分束器的经所述两条第二子光路传输来的所述两路第二子光脉冲反射回所述第二分束器以由所述第二分束器合束输出；

其中，所述两个第二反射装置被构造成使得，对于所述两路第二子光脉冲中的每一路第二子光脉冲：

该路第二子光脉冲经所述两个第二反射装置中的相应第二反射装置反射时该路第二子光脉冲的两个正交偏振态作偏振正交旋转反射，使得经由所述相应第二反射装置的反射后，该路第二子光脉冲的每个正交偏振态变换成与其正交的偏振态，

其中所述第一相位解码器具有位于所述两条第一子光路中至少之一上的直流相位调制器，和/或所述第二相位解码器具有位于所述两条第二子光路中至少之一上的直流相位调制器，所述直流相位调制器用于对经其所在的子光路传输的子光脉冲按照量子密钥分发协议进行直流相位调制。

13.根据方案12所述的基于偏振正交旋转反射的直流调制量子密钥分发相位解码装置，其特征在于，

所述两个第一反射装置为圆偏振正交旋转反射装置；和/或

所述两个第二反射装置为圆偏振正交旋转反射装置。

14.根据方案13所述的基于偏振正交旋转反射的直流调制量子密钥分发相位解码装置，其特征在于，

所述两个第一反射装置各包括反射镜；和/或

所述两个第二反射装置各包括反射镜。

15.根据方案12至14中任一所述的基于偏振正交旋转反射的直流调制量子密钥分发相位解码装置，其特征在于，

所述第一分束器是圆保偏分束器；和/或

所述第二分束器是圆保偏分束器。

16.根据方案12所述的基于偏振正交旋转反射的直流调制量子密钥分发相位解码装置，其特征在于，

所述两个第一反射装置为线偏振正交旋转反射装置；和/或

所述两个第二反射装置为线偏振正交旋转反射装置。

17.根据方案16所述的基于偏振正交旋转反射的直流调制量子密钥分发相位解码装置，其特征在于，

所述两个第一反射装置各包括第一反射镜和第一四分之一波片，所述第一反射镜在所述第一四分之一波片后端与所述第一四分之一波片一体地形成，其中所述第一四分之一波片被构造成使得，所述两路第一子光脉冲各自的两个正交偏振态之一的极化方向与所述第一四分之一波片的快轴或慢轴的夹角为45度；和/或

所述两个第二反射装置各包括第二反射镜和第二四分之一波片，所述第二反射镜在所述第二四分之一波片后端与所述第二四分之一波片一体地形成，其中所述第二四分之一波片被构造成使得，所述两路第二子光脉冲各自的两个正交偏振态之一的极化方向与所述第二四分之一波片的快轴或慢轴的夹角为45度。

18.根据方案12或16或17所述的基于偏振正交旋转反射的直流调制量子密钥分发相位解码装置，其特征在于，

所述第一分束器是线保偏分束器；和/或

所述第二分束器是线保偏分束器。

19.根据方案12所述的基于偏振正交旋转反射的直流调制量子密钥分发相位解码装置，其特征在于，

所述两个第一反射装置为椭圆偏振正交旋转反射装置；和/或

所述两个第二反射装置为椭圆偏振正交旋转反射装置。

20.根据方案12或19所述的基于偏振正交旋转反射的直流调制量子密钥分发相位解码装置，其特征在于，

所述第一分束器是椭圆保偏分束器；和/或

所述第二分束器是椭圆保偏分束器。

21.根据方案12至20中任一所述的基于偏振正交旋转反射的直流调制量子密钥分发相位解码装置，其特征在于，

所述两条第一子光路为偏振保持光路，所述两条第一子光路上的光器件为偏振保持光器件和/或非双折射光器件；和/或

所述两条第二子光路为偏振保持光路，所述两条第二子光路上的光器件为偏振保持光器件和/或非双折射光器件。

22.根据方案12所述的基于偏振正交旋转反射的直流调制量子密钥分发相位解码装置，其特征在于，

所述两个第一反射装置各包括90度旋转法拉第反射镜，所述第一分束器是保偏分束器或非保偏分束器；和/或

所述两个第二反射装置各包括90度旋转法拉第反射镜，所述第二分束器是保偏分束器或非保偏分束器。

23.一种量子密钥分发系统，包括：

根据方案12～22中任一所述的基于偏振正交旋转反射的直流调制量子密钥分发相位解码装置，其设置在所述量子密钥分发系统的接收端，用于相位解码；和/或

根据方案12～22中任一所述的基于偏振正交旋转反射的直流调制量子密钥分发相位解码装置，其设置在所述量子密钥分发系统的发射端，用于相位编码。

本发明通过创造性的配置，利用偏振正交旋转反射控制输入光脉冲的两个正交偏振态各自在解码干涉环两臂传输的相位差相等，使得任意偏振态的输入光脉冲的两个正交偏振态均能稳定干涉输出，由此实现了意想不到的有益效果。利用本发明的方案，对于任意偏振态的输入光脉冲可以实现在解码干涉环处的稳定干涉输出，解决了相位编码量子密钥分发应用中偏振诱导衰落造成系统无法稳定工作的问题。另外，通过在接收端将输入光脉冲分束为两路光脉冲后分别对这两路光脉冲进行相位解码，在相位解码的过程中对每路光脉冲进行直流选基调制，可有利地降低与解码选基时的相位调制相关的要求，尤其对于高速系统而言避免了解码选基时的高速相位调制要求。本发明提供了一种易于实现和应用的抗偏振诱导衰落的相位编码量子密钥分发解码方案。

附图说明

图1为本发明一优选实施例的基于偏振正交旋转反射的直流调制量子密钥分发相位解码方法的流程图；

图2为本发明一优选实施例的基于偏振正交旋转反射的直流调制量子密钥分发相位解码装置的组成结构示意图；

图3为本发明另一优选实施例的基于偏振正交旋转反射的直流调制量子密钥分发相位解码装置的组成结构示意图；

图4为本发明另一优选实施例的基于偏振正交旋转反射的直流调制量子密钥分发相位解码装置的组成结构示意图；

图5为本发明另一优选实施例的基于偏振正交旋转反射的直流调制量子密钥分发相位解码装置的组成结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理。为了清楚和简化目的，当其可能使本发明的主题模糊不清时，对本文所描述的器件的已知功能和结构的详细具体说明将省略。

本发明一优选实施例的一种基于偏振正交旋转反射的直流调制量子密钥分发相位解码方法如图1所示，包括以下步骤：

步骤S101：将入射的任意偏振态的一路输入光脉冲分束为第一路光脉冲和第二路光脉冲。

入射的输入光脉冲是任意偏振态的，可以是线偏振的、圆偏振的或者椭圆偏振的完全偏振光，也可以是部分偏振光或者非偏振光。

可以将入射的任意偏振态的一路输入光脉冲按50:50分束为两路光脉冲。

步骤S102：分别对所述第一路光脉冲和第二路光脉冲按照量子密钥分发协议进行相位解码。

如本领域技术人员会理解的，每一路光脉冲可以看成由两个正交偏振态组成。自然地，由一路光脉冲分束得到的两路子光脉冲也可以同样看成由与该路光脉冲相同的两个正交偏振态组成。

根据本发明，分别对所述第一路光脉冲和第二路光脉冲按照量子密钥分发协议进行相位解码可包括：

对于所述第一路光脉冲和第二路光脉冲中的每一路光脉冲，

将该路光脉冲经分束器分束为两路子光脉冲；以及

分别沿两条子光路传输所述两路子光脉冲，并将所述两路子光脉冲进行相对延时后分别经两个反射装置反射回所述分束器以由所述分束器合束输出，其中，对于所述两路子光脉冲中的每一路子光脉冲：

该路子光脉冲经所述两个反射装置中的相应反射装置反射时该路子光脉冲的两个正交偏振态作偏振正交旋转反射，使得经由所述相应反射装置的反射后，该路子光脉冲的每个正交偏振态变换成与其正交的偏振态。

举例而言，假设这两个正交偏振态分别为x偏振态和y偏振态，沿光路传输到一个反射装置的x偏振态在反射装置处经偏振正交旋转反射后变换成与其正交的偏振态即y偏振态，沿光路传输到该反射装置的y偏振态在反射装置处经偏振正交旋转反射后变换成与其正交的偏振态即x偏振态。

如此，利用反射装置处的偏振正交旋转反射，分束得到的每一路光脉冲的x偏振态在分束器分束至分束器合束的过程中经所述两条光路传输的相位差恰好等于该光脉冲的y偏振态在分束器分束至分束器合束的过程中经所述两条光路传输的相位差。

在该方法中，相应的两路子光脉冲分别经两个反射装置反射奇数次或者分别经两个反射装置反射偶数次(含零次，即直接透射)后由相应的分束器合束输出。

在图1的方法中，在分别对所述第一路光脉冲和第二路光脉冲按照量子密钥分发协议进行相位解码的过程中如下所述进行相位调制：在所述分束器分束至所述分束器合束期间，对所述第一路光脉冲分束得到的两路子光脉冲中至少之一按照量子密钥分发协议进行直流相位调制，和/或对所述第二路光脉冲分束得到的两路子光脉冲中至少之一按照量子密钥分发协议进行直流相位调制。

这里，相对延时和相位调制按照量子密钥分发协议的要求和规定进行，本文不作详细说明。

根据一种可能的配置，对于所述第一路光脉冲和第二路光脉冲中的每一路光脉冲：上述两个反射装置为圆偏振正交旋转反射装置，例如上述两个反射装置各包括反射镜；上述分束器是圆保偏分束器。这里，圆偏振正交旋转反射装置是指能够对入射的圆偏振态光作偏振正交旋转反射、即在反射入射的圆偏振态光时将该圆偏振态光的偏振态变换成与其正交的偏振态的反射装置，即：入射的左旋圆偏振光经所述圆偏振正交旋转反射装置反射后变换成与其正交的右旋圆偏振光，入射的右旋圆偏振光经所述圆偏振正交旋转反射装置反射后变换成与其正交的左旋圆偏振光。

根据另一种可能的配置，对于所述第一路光脉冲和第二路光脉冲中的每一路光脉冲：上述两个反射装置为线偏振正交旋转反射装置，例如上述两个反射装置各包括反射镜和四分之一波片，所述反射镜在所述四分之一波片后端与所述四分之一波片一体地形成，其中所述两路光脉冲各自的两个正交偏振态之一的极化方向与所述四分之一波片的快轴或慢轴的夹角为45度；上述分束器是线保偏分束器。这种包括反射镜和四分之一波片的反射装置可以简称为“四分之一波片反射镜”，可以通过在四分之一波片晶体表面镀反射镜实现，亦可通过在快慢轴传输相位相差90度的保偏光纤端面镀反射镜实现。这里，线偏振正交旋转反射装置是指能够对入射的线偏振态光作偏振正交旋转反射、即在反射入射的线偏振态光时将该线偏振态光的偏振态变换成与其正交的偏振态的反射装置，即：入射的x线偏振光经所述线偏振正交旋转反射装置反射后变换成与其正交的y线偏振光，入射的y线偏振光经所述线偏振正交旋转反射装置反射后变换成与其正交的x线偏振光。

根据又一种可能的配置，对于所述第一路光脉冲和第二路光脉冲中的每一路光脉冲：上述两个反射装置为椭圆偏振正交旋转反射装置；上述分束器可以是椭圆保偏分束器。在这种情况下，可以根据具体的椭圆保偏分束器，选择适合的反射装置。这里，椭圆偏振正交旋转反射装置是指能够对入射的椭圆偏振态光作偏振正交旋转反射、即在反射入射的椭圆偏振态光时将该椭圆偏振态光的偏振态变换成与其正交的偏振态的反射装置，即：入射的左旋椭圆偏振光经所述椭圆偏振正交旋转反射装置反射后变换成与其正交的右旋椭圆偏振光，入射的右旋椭圆偏振光经所述椭圆偏振正交旋转反射装置反射后变换成与其正交的左旋椭圆偏振光。

对于以上几种配置，有利地，对于第一路光脉冲和第二路光脉冲中的每一路光脉冲分束得到的两路子光脉冲中的每一路子光脉冲：保持该路子光脉冲的两个正交偏振态在所述分束器分束至所述相应反射装置反射期间保持不变，且在所述相应反射装置反射至所述分束器合束期间保持不变。这可以例如通过将所述两条子光路配置为偏振保持光路且将所述两条子光路上的光器件配置为偏振保持光器件和/或非双折射光器件来实现。

根据还一种可能的配置，对于所述第一路光脉冲和第二路光脉冲中的每一路光脉冲：上述两个反射装置各包括90度旋转法拉第反射镜；上述分束器是保偏分束器或非保偏分束器。

对所述第一路光脉冲和第二路光脉冲中的一路光脉冲分束得到的两路子光脉冲中至少之一所作的直流相位调制与对所述第一路光脉冲和第二路光脉冲中的另一路光脉冲分束得到的两路子光脉冲中至少之一所作直流相位调制可以相差90度。

本发明一优选实施例的一种基于偏振正交旋转反射的直流调制量子密钥分发相位解码装置如图2所示，包括以下组成部分：前置分束器201、第一和第二光环形器202和209、第一和第二分束器203和210、第一和第二直流相位调制器204和211，以及两个第一反射装置205和206和两个第二反射装置212和213。

第一和第二光环形器202和209是可选的；前置分束器201与分束器203和210中之一或两者之间不包括光环形器是可能的。

略去前置分束器201与分束器203和210两者之间的光环形器，则图2的相位解码装置包括：前置分束器201；第一分束器203、两个第一反射装置205和206以及与第一分束器203光耦合并分别与两个第一反射装置205和206光耦合的两条第一子光路；以及，第二分束器210、两个第二反射装置212和213以及与第二分束器210光耦合并分别与两个第二反射装置212和213光耦合的两条第二子光路。两条第一子光路之一上设置有第一直流相位调制器204，两条第二子光路之一上设置有第二直流相位调制器211。第一分束器203、两个第一反射装置205和206以及两条第一子光路总体可称为第一相位解码器，第二分束器210、两个第二反射装置212和213以及两条第二子光路总体可称为第二相位解码器。两个第一反射装置205和206各为一个偏振正交旋转反射装置。两个第二反射装置212和213各为一个偏振正交旋转反射装置。

这里，偏振正交旋转反射装置是指一种能够对所反射的光脉冲的两个正交偏振态作偏振正交旋转反射、即在反射入射的光脉冲时将该光脉冲的每个正交偏振态变换成与其正交的偏振态的反射装置。

前置分束器201用于将入射的任意偏振态的一路输入光脉冲分束为第一路光脉冲和第二路光脉冲。

第一相位解码器与前置分束器201光耦合，用于对所述第一路光脉冲进行相位解码。

第二相位解码器与前置分束器201光耦合，用于对所述第二路光脉冲进行相位解码。

所述第一相位解码器构成第一不等臂迈克尔逊干涉仪，其中：

第一分束器203用于将所述第一路光脉冲分束为两路第一子光脉冲；

所述两条第一子光路用于分别传输所述两路第一子光脉冲，并用于实现所述两路第一子光脉冲的相对延时；

第一直流相位调制器204用于对经其所在的两条第一子光路之一传输的第一子光脉冲按照量子密钥分发协议进行直流相位调制；

所述两个第一反射装置205和206用于分别将来自第一分束器203的经所述两条第一子光路传输来的所述两路第一子光脉冲反射回第一分束器203以由第一分束器203合束输出。

由于两个第一反射装置205和206均为偏振正交旋转反射装置，对于第一路光脉冲分束得到的两路第一子光脉冲中的每一路第一子光脉冲：该路第一子光脉冲经所述两个第一反射装置中的相应第一反射装置反射时该路第一子光脉冲的两个正交偏振态作偏振正交旋转反射，使得经由所述相应第一反射装置的反射后，该路第一子光脉冲的每个正交偏振态变换成与其正交的偏振态。

所述第二相位解码器构成第二不等臂迈克尔逊干涉仪，其中：

第二分束器210用于将所述第二路光脉冲分束为两路第二子光脉冲；

所述两条第二子光路用于分别传输所述两路第二子光脉冲，并用于实现所述两路第二子光脉冲的相对延时；

第二直流相位调制器211用于对经其所在的两条第二子光路之一传输的第二子光脉冲按照量子密钥分发协议进行直流相位调制；

所述两个第二反射装置212和213用于分别将来自第二分束器210的经所述两条第二子光路传输来的所述两路第二子光脉冲反射回第二分束器210以由第二分束器210合束输出。

由于两个第二反射装置212和213均为偏振正交旋转反射装置，对于第二路光脉冲分束得到的两路第二子光脉冲中的每一路第二子光脉冲：该路第二子光脉冲经所述两个第二反射装置中的相应第二反射装置反射时该路第二子光脉冲的两个正交偏振态作偏振正交旋转反射，使得经由所述相应第二反射装置的反射后，该路第二子光脉冲的每个正交偏振态变换成与其正交的偏振态。

对于第一和第二相位解码器中的每一个相位解码器，可以可选地有如下设置：

a)相位解码器中，两个反射装置为圆偏振正交旋转反射装置，例如两个反射装置各包括反射镜；分束器是圆保偏分束器。

b)相位解码器中，两个反射装置为线偏振正交旋转反射装置，例如两个反射装置各包括反射镜和四分之一波片，所述反射镜在所述四分之一波片后端与所述四分之一波片一体地形成，其中所述两路子光脉冲各自的两个正交偏振态之一的极化方向与所述四分之一波片的快轴或慢轴的夹角为45度；分束器是线保偏分束器。

c)相位解码器中，两个反射装置为椭圆偏振正交旋转反射装置；分束器是椭圆保偏分束器。在这种情况下，可以根据具体的椭圆保偏分束器，选择适合的反射装置。

d)相位解码器中，两个反射装置各包括90度旋转法拉第反射镜；分束器是保偏分束器或非保偏分束器。

在采用设置a)、b)或c)的情况下，有利地，在相位解码器中，对于分束得到的两路子光脉冲中的每一路子光脉冲：保持该路子光脉冲的两个正交偏振态在分束器分束至相应反射装置反射期间保持不变，且在所述相应反射装置反射至所述分束器合束期间保持不变。这可以例如通过将所述两条子光路配置为偏振保持光路且将所述两条子光路上的光器件配置为偏振保持光器件和/或非双折射光器件来实现。

第一和第二不等臂迈克尔逊干涉仪中的每个可以为保偏不等臂迈克尔逊干涉仪或非保偏不等臂迈克尔逊干涉仪，取决于具体配置。

尽管图2示出第一相位解码器和第二相位解码器均具有直流相位调制器，但第一相位解码器和第二相位解码器中的仅一个具有直流相位调制器是可能的。在任一情况下，可用的直流相位调制器导致在第一相位解码器和第二相位解码器中的一个相位解码器中所作的直流相位调制相对于在第一相位解码器和第二相位解码器中的另一个相位解码器中所作的直流相位调制可以相差90度。

第一直流相位调制器204和第二直流相位调制器211可以采用偏振无关相位调制器或者偏振相关相位调制器，如保偏光纤拉伸器或者双折射相位调制器。

偏振无关相位调制器适于对光脉冲的两个正交偏振态进行相同的相位调制，所以被称为偏振无关的。举例而言，偏振无关相位调制器可以由两个双折射相位调制器串联或并联实现。根据情况，可以通过多种具体手段来实现对光脉冲的直流相位调制。例如，这些手段可包括：调制自由空间光路的长度，或者调制光纤的长度，或者利用串联或并联光波导相位调制器等。例如，可通过用电机改变自由空间光路的长度来实现期望的直流相位调制。再如，可通过利用压电效应的光纤拉伸器来调制光纤的长度，由此实现相位调制。另外，相位调制器可以是适于电压控制的其他类型，通过施加合适的直流电压至偏振无关相位调制器来对光脉冲的两个正交偏振态进行相同的相位调制，可实现期望的直流相位调制。在直流相位调制的情况下，无需变换施加至相位调制器的电压。

偏振相关相位调制器例如双折射相位调制器，适于对通过其的两个正交偏振态施加不同的可调的相位调制。例如，双折射相位调制器可以为铌酸锂相位调制器，通过控制施加至铌酸锂晶体的电压，可以对通过该铌酸锂相位调制器的两个正交偏振态各自所经受的相位调制进行控制和调整。

如图2中示出的，所述第一相位解码器还可以包括第一光环形器202。第一光环形器202位于第一分束器203前端。在此情况下，第一分束器203的输入端口和输出端口之一为同一端口。来自前置分束器201的第一路光脉冲可从光环形器202的第一端口A输入并从光环形器202的第二端口B输出至第一分束器203，来自第一分束器203的合束输出可输入至光环形器202的第二端口B并从光环形器202的第三端口C输出。

如图2中示出的，所述第二相位解码器还可以包括第二光环形器209。第二光环形器209位于第二分束器210前端。在此情况下，第二分束器210的输入端口和输出端口之一为同一端口。来自前置分束器201的第二路光脉冲可从光环形器209的第一端口A输入并从光环形器209的第二端口B输出至第二分束器210，来自第二分束器210的合束输出可输入至光环形器209的第二端口B并从光环形器209的第三端口C输出。

本发明一优选实施例的一种基于偏振正交旋转反射的直流调制量子密钥分发相位解码装置如图3所示，包括以下组成部分：前置分束器303、光环形器304和311、保偏分束器305和312、直流相位调制器306和313，以及反射镜307、308、314和315。保偏分束器305和312为圆保偏光纤分束器。

前置分束器303一侧的两个端口301和302之一作为装置的输入端口。保偏分束器305和反射镜307、308组成第一保偏不等臂迈克尔逊干涉仪，其间的两条子光路为保偏光纤光路。直流相位调制器306插入第一保偏不等臂迈克尔逊干涉仪的两臂中的任一臂。光环形器304的第一端口A和第二端口B分别连接前置分束器303的一个输出端口和保偏分束器305的一个输入端口。输入第一保偏不等臂迈克尔逊干涉仪的光脉冲解码后由保偏分束器305的一个输出端口309输出，或经保偏分束器305的另一输出端口传输至光环形器304的端口B并从光环形器304的第三端口C输出。保偏分束器312和反射镜314、315组成第二保偏不等臂迈克尔逊干涉仪，其间的两条子光路为保偏光纤光路。直流相位调制器313插入第二保偏不等臂迈克尔逊干涉仪的两臂中的任一臂。光环形器311的第一端口A和第二端口B分别连接前置分束器303的另一个输出端口和保偏分束器312的一个输入端口。输入第二保偏不等臂迈克尔逊干涉仪的光脉冲解码后由保偏分束器312的一个输出端口316输出，或经保偏分束器312的另一输出端口传输至光环形器311的端口B并从光环形器311的第三端口C输出。

工作时，光脉冲经分束器303的端口301或302进入分束器303并由分束器303分束为第一路光脉冲和第二路光脉冲。第一路光脉冲经光环形器304的端口A输入并由光环形器304的端口B输出至保偏分束器305。保偏分束器305将输入的第一路光脉冲分束为两路第一子光脉冲。一路第一子光脉冲经直流相位调制器306进行相位调制后由反射镜307反射回来，另一路第一子光脉冲直接经保偏光纤传输至反射镜308并由反射镜308反射回来。经相对延时的反射回来的两路第一子光脉冲经保偏分束器305合束后由端口309输出，或者被输出至光环形器304的端口B并传输至端口C由端口310输出。第二路光脉冲经光环形器311的端口A输入并由光环形器311的端口B输出至保偏分束器312。保偏分束器312将输入的第二路光脉冲分束为两路第二子光脉冲。一路第二子光脉冲经直流相位调制器313进行相位调制后由反射镜314反射回来，另一路第二子光脉冲直接经保偏光纤传输至反射镜315并由反射镜315反射回来。经相对延时的反射回来的两路第二子光脉冲经保偏分束器312合束后由端口316输出，或者被输出至光环形器311的端口B并传输至端口C由端口317输出。直流相位调制器306和313导致第一保偏不等臂迈克尔逊干涉仪和第二保偏不等臂迈克尔逊干涉仪中的一个所作的直流相位调制相对于另一个所作的直流相位调制相差90度。

本发明另一优选实施例的一种基于偏振正交旋转反射的直流调制量子密钥分发相位解码装置如图4所示，包括以下组成部分：前置分束器403、光环形器404和411、保偏分束器405和412、直流相位调制器406和413，以及四分之一波片反射镜407、408、414和415。四分之一波片反射镜407、408、414和415可以为四分之一波片晶体表面镀反射镜实现，亦可由快慢轴传输相位相差90度的保偏光纤端面镀反射镜实现。与四分之一波片反射镜407、408、414和415连接的保偏光纤的快轴或慢轴与相应的四分之一波片的快轴或者慢轴的夹角为45度。保偏分束器405和412为线保偏光纤分束器。

前置分束器403一侧的两个端口401和402之一作为装置的输入端口；保偏分束器405和四分之一波片反射镜407、408组成第一保偏不等臂迈克尔逊干涉仪，其间的两条子光路为保偏光纤光路。直流相位调制器406插入第一保偏不等臂迈克尔逊干涉仪的两臂中的任一臂。光环形器404的第一端口A和第二端口B分别连接前置分束器403的一个输出端口和保偏分束器405的一个输入端口。输入第一保偏不等臂迈克尔逊干涉仪的光脉冲解码后由保偏分束器405的一个输出端口409输出，或经保偏分束器405的另一输出端口传输至光环形器404的端口B并从光环形器404的第三端口C输出。保偏分束器412和四分之一波片反射镜414、415组成第二保偏不等臂迈克尔逊干涉仪，其间的两条子光路为保偏光纤光路。直流相位调制器413插入第二保偏不等臂迈克尔逊干涉仪的两臂中的任一臂。光环形器411的第一端口A和第二端口B分别连接前置分束器403的另一个输出端口和保偏分束器412的一个输入端口。输入第二保偏不等臂迈克尔逊干涉仪的光脉冲解码后由保偏分束器412的一个输出端口416输出，或经保偏分束器412的另一输出端口传输至光环形器411的端口B并从光环形器411的第三端口C输出。

工作时，光脉冲经分束器403的端口401或402进入分束器403并由分束器403分束为第一路光脉冲和第二路光脉冲。第一路光脉冲经光环形器404的端口A输入并由光环形器404的端口B输出至保偏分束器405。保偏分束器405将输入的第一路光脉冲分束为两路第一子光脉冲。一路第一子光脉冲经直流相位调制器406进行相位调制后由四分之一波片反射镜407反射回来，另一路第一子光脉冲直接经保偏光纤传输至四分之一波片反射镜408并由四分之一波片反射镜408反射回来。经相对延时的反射回来的两路第一子光脉冲经保偏分束器405合束后由端口409输出，或者被输出至光环形器404的端口B并传输至光环形器404的第三端口C由端口410输出。第二路光脉冲经光环形器411的端口A输入并由光环形器411的端口B输出至保偏分束器412。保偏分束器412将输入的第二路光脉冲分束为两路第二子光脉冲。一路第二子光脉冲经直流相位调制器413进行相位调制后由四分之一波片反射镜414反射回来，另一路第二子光脉冲直接经保偏光纤传输至四分之一波片反射镜415并由四分之一波片反射镜415反射回来。经相对延时的反射回来的两路第二子光脉冲经保偏分束器412合束后由端口416输出，或者被输出至光环形器411的端口B并传输至光环形器411的端口C由端口417输出。直流相位调制器406和413导致第一保偏不等臂迈克尔逊干涉仪和第二保偏不等臂迈克尔逊干涉仪中的一个所作的直流相位调制相对于另一个所作的直流相位调制相差90度。

本发明另一优选实施例的一种基于偏振正交旋转反射的直流调制量子密钥分发相位解码装置如图5所示，包括以下组成部分：前置分束器503、光环形器504和511、保偏分束器505和512、直流相位调制器506和513，以及90度旋转法拉第反射镜507、508、514和515。

前置分束器503一侧的两个端口501和502之一作为装置的输入端口。保偏分束器505和90度旋转法拉第反射镜507、508组成第一保偏不等臂迈克尔逊干涉仪，其间的两条子光路为保偏光纤光路。直流相位调制器506插入第一保偏不等臂迈克尔逊干涉仪的两臂中的任一臂。光环形器504的第一端口A和第二端口B分别连接前置分束器503的一个输出端口和保偏分束器505的一个输入端口。输入第一保偏不等臂迈克尔逊干涉仪的光脉冲解码后由保偏分束器505的一个输出端口509输出，或经保偏分束器505的另一输出端口传输至光环形器504的端口B并从光环形器504的第三端口C输出。保偏分束器512和90度旋转法拉第反射镜514、515组成第二保偏不等臂迈克尔逊干涉仪，其间的两条子光路为保偏光纤光路。直流相位调制器513插入第二保偏不等臂迈克尔逊干涉仪的两臂中的任一臂。光环形器511的第一端口A和第二端口B分别连接前置分束器503的另一个输出端口和保偏分束器512的一个输入端口。输入第二保偏不等臂迈克尔逊干涉仪的光脉冲解码后由保偏分束器512的一个输出端口516输出，或经保偏分束器512的另一输出端口传输至光环形器511的端口B并从光环形器511的第三端口C输出。

工作时，光脉冲经分束器503的端口501或502进入分束器503并由分束器503分束为第一路光脉冲和第二路光脉冲。第一路光脉冲经光环形器504的端口A输入并由光环形器504的端口B输出至保偏分束器505。保偏分束器505将输入的第一路光脉冲分束为两路第一子光脉冲。一路第一子光脉冲经直流相位调制器506进行相位调制后由90度旋转法拉第反射镜507反射回来，另一路第一子光脉冲直接经保偏光纤传输至90度旋转法拉第反射镜508并由90度旋转法拉第反射镜508反射回来。经相对延时的反射回来的两路第一子光脉冲经保偏分束器505合束后由端口509输出，或者被输出至光环形器504的端口B并传输至光环形器504的端口C由端口510输出。第二路光脉冲经光环形器511的端口A输入并由光环形器511的端口B输出至保偏分束器512。保偏分束器512将输入的第二路光脉冲分束为两路第二子光脉冲。一路第二子光脉冲经直流相位调制器513进行相位调制后由90度旋转法拉第反射镜514反射回来，另一路第二子光脉冲直接经保偏光纤传输至90度旋转法拉第反射镜515并由90度旋转法拉第反射镜515反射回来。经相对延时的反射回来的两路第二子光脉冲经保偏分束器512合束后由端口516输出，或者被输出至光环形器511的端口B并传输至光环形器511的端口C由端口517输出。直流相位调制器506和513导致第一保偏不等臂迈克尔逊干涉仪和第二保偏不等臂迈克尔逊干涉仪中的一个所作的相位调制相对于另一个所作的相位调制相差90度。

尽管上面结合使用保偏分束器505和512以及各自相应的两条保偏光纤子光路的情况进行了描述，但对于图5的相位解码装置，可以用非保偏耦合器代替保偏分束器505和512，和/或用两条非保偏光纤光路代替各自相应的两条保偏光纤子光路。

对于图3至图5的相位解码装置，光环形器是可选的；前置分束器与第一和第二不等臂迈克尔逊干涉仪中之一或两者之间不包括光环形器是可能的。在前置分束器与任一不等臂迈克尔逊干涉仪之间没有光环形器的情况下，前置分束器将分束得到的相应光脉冲直接输出至该不等臂迈克尔逊干涉仪。

本文中，术语“分束器”和“合束器”可互换使用，分束器亦可称为和用作合束器，反之亦然。本文中，“保偏光纤光路”是指采用保偏光纤传输光脉冲的光路或保偏光纤连接形成的光路。

可以在量子密钥分发系统的接收端配置本发明的基于偏振正交旋转反射的直流调制量子密钥分发相位解码装置，用于相位解码。另外，也可以在量子密钥分发系统的发射端配置本发明的基于偏振正交旋转反射的直流调制量子密钥分发相位解码装置，用于相位编码。

通过具体实施方式的说明，应当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效有更加深入且具体的了解，然而所附图示仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。

Claims (23)

1.一种基于偏振正交旋转反射的直流调制量子密钥分发相位解码方法，其特征在于，所述方法包括：

将入射的任意偏振态的一路输入光脉冲分束为第一路光脉冲和第二路光脉冲；以及

分别对所述第一路光脉冲和第二路光脉冲按照量子密钥分发协议进行相位解码，

其中，分别对所述第一路光脉冲和第二路光脉冲按照量子密钥分发协议进行相位解码包括：

对于所述第一路光脉冲和第二路光脉冲中的每一路光脉冲，

将该路光脉冲经分束器分束为两路子光脉冲；以及

分别沿两条子光路传输所述两路子光脉冲，并将所述两路子光脉冲进行相对延时后分别经两个反射装置反射回所述分束器以由所述分束器合束输出，其中，对于所述两路子光脉冲中的每一路子光脉冲：

该路子光脉冲经所述两个反射装置中的相应反射装置反射时该路子光脉冲的两个正交偏振态作偏振正交旋转反射，使得经由所述相应反射装置的反射后，该路子光脉冲的每个正交偏振态变换成与其正交的偏振态，

其中，在分别对所述第一路光脉冲和第二路光脉冲按照量子密钥分发协议进行相位解码的过程中：

在所述分束器分束至所述分束器合束期间，对所述第一路光脉冲分束得到的两路子光脉冲中至少之一按照量子密钥分发协议进行直流相位调制，和/或对所述第二路光脉冲分束得到的两路子光脉冲中至少之一按照量子密钥分发协议进行直流相位调制。

2.根据权利要求1所述的基于偏振正交旋转反射的直流调制量子密钥分发相位解码方法，其特征在于，所述两个反射装置为圆偏振正交旋转反射装置。

3.根据权利要求2所述的基于偏振正交旋转反射的直流调制量子密钥分发相位解码方法，其特征在于，所述两个反射装置各包括反射镜。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的基于偏振正交旋转反射的直流调制量子密钥分发相位解码方法，其特征在于，所述分束器是圆保偏分束器。

5.根据权利要求1所述的基于偏振正交旋转反射的直流调制量子密钥分发相位解码方法，其特征在于，所述两个反射装置为线偏振正交旋转反射装置。

6.根据权利要求5所述的基于偏振正交旋转反射的直流调制量子密钥分发相位解码方法，其特征在于，所述两个反射装置各包括反射镜和四分之一波片，所述反射镜在所述四分之一波片后端与所述四分之一波片一体地形成，其中所述两路子光脉冲各自的两个正交偏振态之一的极化方向与所述四分之一波片的快轴或慢轴的夹角为45度。

7.根据权利要求1或5或6所述的基于偏振正交旋转反射的直流调制量子密钥分发相位解码方法，其特征在于，所述分束器是线保偏分束器。

8.根据权利要求1所述的基于偏振正交旋转反射的直流调制量子密钥分发相位解码方法，其特征在于，所述两个反射装置为椭圆偏振正交旋转反射装置。

9.根据权利要求1或8所述的基于偏振正交旋转反射的直流调制量子密钥分发相位解码方法，其特征在于，所述分束器是椭圆保偏分束器。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的基于偏振正交旋转反射的直流调制量子密钥分发相位解码方法，其特征在于，对于所述两路子光脉冲中的每一路子光脉冲：

保持该路子光脉冲的两个正交偏振态在所述分束器分束至所述相应反射装置反射期间保持不变，且在所述相应反射装置反射至所述分束器合束期间保持不变。

11.根据权利要求1所述的基于偏振正交旋转反射的直流调制量子密钥分发相位解码方法，其特征在于，所述两个反射装置各包括90度旋转法拉第反射镜，所述分束器是保偏分束器或非保偏分束器。

12.一种基于偏振正交旋转反射的直流调制量子密钥分发相位解码装置，其特征在于，所述相位解码装置包括：

前置分束器，用于将入射的任意偏振态的一路输入光脉冲分束为第一路光脉冲和第二路光脉冲；

与所述前置分束器光耦合的第一相位解码器，用于对所述第一路光脉冲进行相位解码；以及，

与所述前置分束器光耦合的第二相位解码器，用于对所述第二路光脉冲进行相位解码，

所述第一相位解码器包括第一分束器、两个第一反射装置以及与所述第一分束器光耦合并分别与所述两个第一反射装置光耦合的两条第一子光路，其中

所述第一分束器用于将所述第一路光脉冲分束为两路第一子光脉冲；

所述两条第一子光路用于分别传输所述两路第一子光脉冲，并用于实现所述两路第一子光脉冲的相对延时；

所述两个第一反射装置用于分别将来自所述第一分束器的经所述两条第一子光路传输来的所述两路第一子光脉冲反射回所述第一分束器以由所述第一分束器合束输出；

其中，所述两个第一反射装置被构造成使得，对于所述两路第一子光脉冲中的每一路第一子光脉冲：

该路第一子光脉冲经所述两个第一反射装置中的相应第一反射装置反射时该路第一子光脉冲的两个正交偏振态作偏振正交旋转反射，使得经由所述相应第一反射装置的反射后，该路第一子光脉冲的每个正交偏振态变换成与其正交的偏振态，

所述第二相位解码器包括第二分束器、两个第二反射装置以及与所述第二分束器光耦合并分别与所述两个第二反射装置光耦合的两条第二子光路，其中

所述第二分束器用于将所述第二路光脉冲分束为两路第二子光脉冲；

所述两条第二子光路用于分别传输所述两路第二子光脉冲，并用于实现所述两路第二子光脉冲的相对延时；

所述两个第二反射装置用于分别将来自所述第二分束器的经所述两条第二子光路传输来的所述两路第二子光脉冲反射回所述第二分束器以由所述第二分束器合束输出；

其中，所述两个第二反射装置被构造成使得，对于所述两路第二子光脉冲中的每一路第二子光脉冲：

该路第二子光脉冲经所述两个第二反射装置中的相应第二反射装置反射时该路第二子光脉冲的两个正交偏振态作偏振正交旋转反射，使得经由所述相应第二反射装置的反射后，该路第二子光脉冲的每个正交偏振态变换成与其正交的偏振态，

其中所述第一相位解码器具有位于所述两条第一子光路中至少之一上的直流相位调制器，和/或所述第二相位解码器具有位于所述两条第二子光路中至少之一上的直流相位调制器，所述直流相位调制器用于对经其所在的子光路传输的子光脉冲按照量子密钥分发协议进行直流相位调制。

13.根据权利要求12所述的基于偏振正交旋转反射的直流调制量子密钥分发相位解码装置，其特征在于，

所述两个第一反射装置为圆偏振正交旋转反射装置；和/或

所述两个第二反射装置为圆偏振正交旋转反射装置。

14.根据权利要求13所述的基于偏振正交旋转反射的直流调制量子密钥分发相位解码装置，其特征在于，

所述两个第一反射装置各包括反射镜；和/或

所述两个第二反射装置各包括反射镜。

15.根据权利要求12至14中任一项所述的基于偏振正交旋转反射的直流调制量子密钥分发相位解码装置，其特征在于，

所述第一分束器是圆保偏分束器；和/或

所述第二分束器是圆保偏分束器。

16.根据权利要求12所述的基于偏振正交旋转反射的直流调制量子密钥分发相位解码装置，其特征在于，

所述两个第一反射装置为线偏振正交旋转反射装置；和/或

所述两个第二反射装置为线偏振正交旋转反射装置。

17.根据权利要求16所述的基于偏振正交旋转反射的直流调制量子密钥分发相位解码装置，其特征在于，

所述两个第一反射装置各包括第一反射镜和第一四分之一波片，所述第一反射镜在所述第一四分之一波片后端与所述第一四分之一波片一体地形成，其中所述第一四分之一波片被构造成使得，所述两路第一子光脉冲各自的两个正交偏振态之一的极化方向与所述第一四分之一波片的快轴或慢轴的夹角为45度；和/或

所述两个第二反射装置各包括第二反射镜和第二四分之一波片，所述第二反射镜在所述第二四分之一波片后端与所述第二四分之一波片一体地形成，其中所述第二四分之一波片被构造成使得，所述两路第二子光脉冲各自的两个正交偏振态之一的极化方向与所述第二四分之一波片的快轴或慢轴的夹角为45度。

18.根据权利要求12或16或17所述的基于偏振正交旋转反射的直流调制量子密钥分发相位解码装置，其特征在于，

所述第一分束器是线保偏分束器；和/或

所述第二分束器是线保偏分束器。

19.根据权利要求12所述的基于偏振正交旋转反射的直流调制量子密钥分发相位解码装置，其特征在于，

所述两个第一反射装置为椭圆偏振正交旋转反射装置；和/或

所述两个第二反射装置为椭圆偏振正交旋转反射装置。

20.根据权利要求12或19所述的基于偏振正交旋转反射的直流调制量子密钥分发相位解码装置，其特征在于，

所述第一分束器是椭圆保偏分束器；和/或

所述第二分束器是椭圆保偏分束器。

21.根据权利要求12至20中任一项所述的基于偏振正交旋转反射的直流调制量子密钥分发相位解码装置，其特征在于，

所述两条第一子光路为偏振保持光路，所述两条第一子光路上的光器件为偏振保持光器件和/或非双折射光器件；和/或

所述两条第二子光路为偏振保持光路，所述两条第二子光路上的光器件为偏振保持光器件和/或非双折射光器件。

22.根据权利要求12所述的基于偏振正交旋转反射的直流调制量子密钥分发相位解码装置，其特征在于，

所述两个第一反射装置各包括90度旋转法拉第反射镜，所述第一分束器是保偏分束器或非保偏分束器；和/或

所述两个第二反射装置各包括90度旋转法拉第反射镜，所述第二分束器是保偏分束器或非保偏分束器。

23.一种量子密钥分发系统，包括：

根据权利要求12～22中任一项所述的基于偏振正交旋转反射的直流调制量子密钥分发相位解码装置，其设置在所述量子密钥分发系统的接收端，用于相位解码；和/或

根据权利要求12～22中任一项所述的基于偏振正交旋转反射的直流调制量子密钥分发相位解码装置，其设置在所述量子密钥分发系统的发射端，用于相位编码。