多用户轨道角动量复用网络系统及其量子密钥分发方法

摘要

本发明公开了多用户轨道角动量复用网络系统，包括Alice控制端，S-D型轨道角动量复用单元和Bob用户端，其中：所述Alice控制端包括激光光源、偏振控制器、衰减器、第一非等臂M-Z干涉仪与轨道角动量复用单元；所述轨道角动量解复用单元包括达曼光栅、第二准直器与单模光纤；所述Bob用户端包括N个Bob用户；所述激光光源产生光信号进入所述偏振控制器和衰减器后传送至第一非等臂M-Z干涉仪，然后依次传输到所述轨道角动量复用单元和轨道角动量解复用单元上；最后进入到Bob用户进行探测。本发明实现了自由空间的量子网络通信的一对多通信，且个用户间相对独立，用户数可由轨道角动量复用的增加而扩展，具有良好的扩展性。

主权项

多用户轨道角动量复用网络系统，其特征在于，包括Alice控制端，S‑D型轨道角动量复用单元和Bob用户端，其中：所述Alice控制端包括激光光源、偏振控制器、衰减器、第一非等臂M‑Z干涉仪与轨道角动量复用单元，所述轨道角动量复用单元又包括第一准直器、空间光调制器和凸透镜；所述轨道角动量解复用单元包括达曼光栅、第二准直器与单模光纤；所述Bob用户端包括N个Bob用户，每个Bob用户包括第二非等臂M‑Z干涉仪和探测装置；所述激光光源产生的光信号由光纤进入所述偏振控制器和衰减器后传送至所述第一非等臂M‑Z干涉仪，然后依次传输到所述第一准直器、空间光调制器和凸透镜上，然后光信号经所述凸透镜汇聚后传送至轨道角动量解复用单元中的达曼光栅上；达曼光栅将共线传输的轨道角动量复用信号沿不同衍射级次解复用，所述第二准直器将解复用的信号由自由空间耦合进所述单模光纤；所述单模光纤内的信号再进入到所述第二非等臂M‑Z干涉仪后，最后进入到所述探测装置进行探测。