量子密钥分发 (QKD) 允许两个用户之间以无条件的安全性进行密钥交换。要广泛部署 QKD,低成本和紧凑性是高性能的关键要求。目前,大多数 QKD 系统都依赖于体强度和相位调制器来生成具有精确定义的幅度和相对相位差的光脉冲 - 即将信息编码为信号状态和诱饵状态。然而,这些调制器价格昂贵且体积庞大,从而限制了 QKD 系统的紧凑性。在这里,我们提出并通过实验演示了一种新颖的光发射器设计,通过以 GHz 时钟速度生成强度和相位可调的脉冲来克服这一缺点。我们的设计通过采用直接调制激光器结合光注入锁定和相干干涉,消除了对体调制器的需求。因此,该方案非常适合小型化和光子集成,我们实施了原理验证 QKD 演示以突出潜在应用。
> 相位调制器阵列均衡每束光束的光路 > 通过建设性干涉实现最大能量 / 功率 > 每束光束需要一个相位调制器 > 需要低频调制 > 需要纯相位调制(无残余幅度调制)
摘要 纠缠是量子网络中的通用资源,但纠缠光子源通常是为特定用例定制的。多功能性(包括状态调制和光子时间特性的可调谐性)是灵活网络架构和加密原语的关键,这些原语超越了量子密钥分发。本文,我们报告了一种灵活的源设计,可在连续波和 GHz 速率脉冲操作模式下产生高质量纠缠。利用现成的光学元件,我们的方法使用基于光纤的 Sagnac 环以高效率和高于 0.99 的保真度在电信波长下产生偏振纠缠光子。在产生纠缠态之前,高达 GHz 的相位调制也是可能的,以实现快速纠缠态切换。我们展示了 100 MHz 的相位调制,平均保真度为 0.95。此外,源 60 nm 光谱带宽与完全可重构的波长复用量子网络完全兼容。
与经典相关(即非量化)。所有这些应用都需要高速开关,这可以通过光学信号的相位调制来实现。现有技术提供低损坏或高带宽解决方案,但并非同时提供。例如,纤维集成的电流调节器在商业上成熟,并且可以在纳秒时间尺度上提供相位调制。nev-这些设备的插入损失增加了一个实际的开销:减轻这些损失需要增加输入功率,中间放大器和废热管理[6]。此外,提高开关速度的功能可能导致现有基于半导体的电信设备的过时,从而推动了对全光开关技术的研究[7]。因此,在一系列应用领域中,需要更有效的光学调制技术。光子量子计算代表了我们对这项工作的实践动机。此平台出于多种原因吸引人,包括所有或多个组件的室温操作,高时钟率,高连通性,对流浪场不敏感和模块化结构。,但仍然是一个关键的技术挑战:以高速和极低的损失进行切换和动态重新旋转光子的要求。这是用于光子量化计算过程的各种过程中的重要阶段,例如实现:循环记忆[8,9],同步[10]或单光子源的多重[11,12,13]和图形状态生成[14]。放大量子量子相干性,因此无法使用
a)强度调节器(P) - 调节强度(功率P),分别针对偏光激光的振幅。强度调节器(P)将强度各自将激光光振幅变化。强度调制器是一种通用激光调节器,其中包括输出偏振器。b)相调节器(PHAS) - 调节偏光激光的相位。相调节器(PHAS)改变了线性极化激光的相。这意味着如果施加电压,则穿过相调节器的线性极化光将较慢(如果施加半波电压,则半波或半个周期)。c)通用调节器 - 调节极化激光或调节激光相的极化状态。通用调制器可以在三种不同的操作模式中使用:1)通用调制器正在改变线性偏振光的极化状态,从保持线性(不施加电压)到圆形(将四分之一波电压应用于线性)到线性,但旋转90°(施加了半波电压)。如果客户在激光调节器输出之后添加自己的偏振器,则此集合(通用激光调节器 +偏振器)正在改变激光灯的强度,因此它充当强度调节器。2)如果将四分之一波板放置在通用调节器的输出处,则可以根据施加的电压连续旋转线性极化光的极化平面。3)通用调制器还可以改变线性极化激光的相位,如果用于不同方向,请参阅LM13和LM0202激光调节器手册。可以将通用调制器用于极化和相位调制,但是使用通用调制器的相位调制需要与纯相调节器相比,如果通用调制器用作极化调制器,则分别比较了纯相调制器。
摘要。为了模拟多纵向模式和中心频率快速波动的影响,我们分别使用了正弦相位调制和线宽加宽。这些效应使我们能够降低主振荡器激光器的时间相干性,然后我们将其用于进行数字全息实验。反过来,我们的结果表明,相干效率随条纹可见度二次下降,并且我们的测量结果与我们的模型一致,正弦相位调制的误差在 1.8% 以内,线宽加宽的误差在 6.9% 以内。© 作者。由 SPIE 根据 Creative Commons Attribution 4.0 Unported 许可证发布。分发或复制本作品的全部或部分内容需要完全署名原始出版物,包括其 DOI。[DOI:10.1117/1.OE.59.10.102406]
摘要。为了模拟多纵向模式和中心频率快速波动的影响,我们分别使用了正弦相位调制和线宽加宽。这些效应使我们能够降低主振荡器激光器的时间相干性,然后我们将其用于进行数字全息实验。反过来,我们的结果表明,相干效率随条纹可见度二次下降,并且我们的测量结果与我们的模型一致,正弦相位调制的误差在 1.8% 以内,线宽加宽的误差在 6.9% 以内。© 作者。由 SPIE 根据 Creative Commons Attribution 4.0 Unported 许可证发布。分发或复制本作品的全部或部分内容需要完全署名原始出版物,包括其 DOI。[DOI:10.1117/1.OE.59.10.102406]
H-411 AOM 将来自相干光源的光线聚焦到光学介质内的合适光束腰,该介质由低损耗、光学级二氧化碲晶体组成。光线按比例引导到初级强衍射级,角度取决于所应用的射频源波形的频率。先进的相干换能器阵列技术与精确的数字驱动技术相结合,使 H-411 AOM 可以在射频相位调制模式或传统的开/关脉冲射频模式下运行,以延长开/关对比度,而光束指向稳定性并不重要。操作需要 L3Harris H-400 系列兼容驱动器和接口电缆。