(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210993320.6 (22)申请日 2022.08.18 (71)申请人 北京量子信息科 学研究院 地址 100193 北京市海淀区中关村软件园 二期国际与区域协同创新中心 A座 (72)发明人 林锦平　周来　袁之良　 (74)专利代理 机构 北京律和信知识产权代理事 务所(普通 合伙) 11446 专利代理师 谢清萍　武玉琴 (51)Int.Cl. H04B 10/70(2013.01) H04B 10/50(2013.01) H04B 10/548(2013.01) H04L 9/08(2006.01) (54)发明名称 异地光源的频差校准装置及量子密钥分发 系统 (57)摘要 本发明公开了一种异地光源的频差校准装 置， 所述异地光源包括第一光源和第二光源， 所 述第一光源输出第一光信号， 所述第二光源输出 第二光信号， 所述频差校准装置包括： PID 控制组 件， 配置成根据所述第一光信号和所述第二光信 号的相位差， 输出相位调制信息， 并根据所述相 位调制信息对 所述第一光信号的相位进行调制； 频率控制模块， 与所述PID 控制组件耦接， 配置成 根据所述相位调制信息， 计算所述第一光信号与 所述第二光信号的频率差； 频率偏移模块， 与所 述频率控制模块耦接， 配置成根据所述频率差对 所述第一光信号或所述第二光信号的频率进行 调整。 本发明所提供的频差校准装置， 无需将服 务光纤作为传输媒介， 也无需掺铒光纤放大器、 鉴频鉴相装置等复杂模块。 权利要求书3页 说明书10页 附图4页 CN 115529088 A 2022.12.27 CN 115529088 A 1.一种异地光源的频差校准装置， 所述异地光源包括第一光源和第二光源， 所述第一 光源输出第一光信号， 所述第二光源输出第二光信号， 其特征在于， 所述频差校准装置包 括： PID控制组件， 配置成根据所述第一光信号和所述第 二光信号的相位差， 输出相位调制 信息， 并根据所述相位调制信息对所述第一 光信号的相位进行调制； 频率控制模块， 与所述PID控制组件耦接， 配置成根据所述相位调制信息， 计算所述第 一光信号与所述第二 光信号的频率差； 频率偏移模块， 与所述频率控制模块耦接， 配置成根据所述频率差对所述第一光信号 或所述第二 光信号的频率进行调整。 2.如权利要求1所述的频率校准装置， 其中所述频率控制模块进一 步配置成： 待所述PID控制组件输出稳定后， 根据所述相位调制信 息， 计算所述第 一光信号与所述 第二光信号的频率差 。 3.如权利要求1或2所述的频率校准装置， 其中所述频率控制模块进一 步配置成： 根据所述相位调制信 息在预设时间范围内的积分结果， 计算所述第 一光信号与所述第 二光信号的频率差 。 4.如权利要求1或2所述的频率校准装置， 其中所述频率偏移模块进一 步配置成： 当所述频率差大于第一阈值时， 对所述第一光信号或所述第二光信号的频率进行调 整。 5.如权利要求1或2所述的频率校准装置， 其中所述PID控制组件 包括： 相位调制模块， 配置成接收所述第一光信号， 根据所述相位调制信息对所述第一光信 号的相位进行调制； 耦合模块， 与所述相位调制模块耦接， 配置成接收相位调制后的第一光信号与所述第 二光信号， 耦合后输出； 光电探测器， 与所述耦合模块耦接， 配置成接收耦合后的光信号， 并将所述耦合后的光 信号转换为电信号； 相位控制模块， 与所述 光电探测器耦接， 配置成根据所述电信号 生成相位调制信息 。 6.如权利要求5所述的频率校准装置， 其中 所述相位调制模块包括压控相位调制器， 所述相位调制信息包括补偿电压信号； 所述耦合模块包括5 0:50光纤分束器； 所述光电探测器包括单光子 探测器。 7.如权利要求5所述的频率校准装置， 其中所述PID控制组件 还包括： 波分解复用器， 耦接于所述耦合模块与所述光电探测器之间， 配置成从耦合后的光信 号中分离出量子光信号， 用于量子态探测。 8.如权利要求5所述的频率校准装置， 其中所述PID控制组件 还包括： 第一偏振控制模块， 与所述相位调制模块耦接， 配置成接收所述第一光信号， 进行偏振 态调整后输出至所述相位调制模块； 第二偏振控制模块， 与所述耦合模块耦接， 配置成接收所述第二光信号， 进行偏振态调 整后输出至所述耦合模块。 9.如权利要求1或2所述的频率校准装置， 其中所述第一光源和所述第二光源分别包权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115529088 A 2括： 超稳激光器， 配置成输出激光信号； 边带生成模块， 与所述超稳激光器耦接， 配置成接收所述激光信号， 经调制后并提取出 两个不同频率的边带信号， 分别生成量子光信号和参 考光信号； 波分复用器， 与所述边带生成模块耦接， 配置成接收所述参考光信号和所述量子光信 号， 耦合后输出。 10.如权利要求9所述的频率校准装置， 其中所述超稳激光器包括： 激光光源， 配置成输出 所述激光信号； 分束器， 与所述激光光源耦接， 配置成将所述激光信号分为第一束激光信号和第二束 激光信号， 其中第一束激光信号输出至所述 边带生成模块； 超稳腔， 与所述分束器耦接， 配置成接收所述第 二束激光信号， 通过腔体反射输出锁频 信号； 调谐模块， 与所述超稳腔耦接， 配置成根据所述锁频信号锁定所述激光光源的输出频 率。 11.如权利要求10所述的频率校准装置， 其中所述频率偏移模块设置于所述第一光源 的分束器与超稳腔之间， 所述频率偏移模块配置成： 根据所述频率差对所述第一 光信号的频率进行调整。 12.如权利要求10所述的频率校准装置， 其中所述频率偏移模块设置于所述第一光源 的超稳激光器与所述 边带生成模块之间， 所述频率偏移模块配置成： 根据所述频率差对所述第一 光信号的频率进行调整。 13.如权利要求12所述的频率校准装置， 其中所述频率偏移模块包括声光调制器。 14.一种量子密钥分发系统， 包括进行量子保密通讯的第一用户端和第二用户端， 其特 征在于， 所述 量子密钥分发系统还 包括： 第三方终端， 所述第三方终端设置有如权利要求1 ‑13中任一项所述的频率校准装置； 其中 所述第一用户端具有所述第一光源， 所述第二用户端具有所述第二光源， 所述频率校 准装置配置成校准所述第一用户端的第一光源与所述第二用户端的第二光源之间的频率 差。 15.一种使用 如权利要求1 ‑13中任一项所述的频率校准装置进行频率校准的方法， 其 特征在于， 包括： 通过所述PID控制组件根据所述第一光信号和所述第二光信号的相位差， 输出相位调 制信息， 并根据所述相位调制信息对所述第一 光信号的相位进行调制； 通过所述频率控制模块根据 所述相位调制信 息， 计算所述第 一光信号与所述第 二光信 号的频率差； 通过所述频率偏移模块根据所述频率差对所述第一光信号或所述第二光信号的频率 进行调整。 16.如权利要求15所述的进行频率校准的方法， 其中所述通过所述频率控制模块根据 所述相位调制信息， 计算所述第一 光信号与所述第二 光信号的频率差进一 步包括： 待所述PID控制组件输出稳定后， 通过所述频率控制模块根据所述相位调制信息， 计算权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115529088 A 3