量子保密通信中光纤光栅的波长稳定性研究

陶 俊，代云启，唐世彪

(科大国盾量子技术股份有限公司，合肥 230088)

0 引 言

量子保密通信是不同于经典通信的一种保密通信方式，能够在通信双方之间通过量子密钥分发(quantum key distribution，QKD)的方式产生完全一致的无条件安全的密钥，基于该收发双方共享的密钥通过“一次一密”的方式加密经典信息，能够保证信息传递的安全性，因而受到越来越广泛的关注[1-3]。近年来，基于量子密钥分发的量子保密通信方式取得了广泛的应用，越来越多的QKD设备部署于量子保密通信京沪干线等各条已运行的线路中[4]。在现有的QKD设备中，发送方通常采用半导体激光器作为编码量子态的光源，通过衰减形成单光子脉冲发射。由于发出的脉冲光光谱较宽，在远距离传输时，因光纤的色散效应将导致光脉冲时域脉宽展宽，从而降低接收端门控型单光子探测器的接收效率，影响QKD系统的成码率。为了降低色散效应对QKD性能的影响，如同经典通信方式采用的方法，在设备出口处增加光学滤波器件对脉冲光谱进行窄带滤波，可有效降低色散对通信质量的影响。

在常见的各种光学滤波器件中，光纤光栅具有与光纤兼容性好、插入损耗低、反射率高和成本低等优点，是QKD设备理想的窄带滤波器件[5-6]。目前已运行的QKD设备中，根据通信距离的不同，使用的光纤光栅器件带宽为10，20 GHz等，其在1550 nm附近波段对应的3 dB光谱宽度分别为0.08，0.16 nm等。滤波后能够有效降低光脉冲经长距离传输后的时域展宽。光纤光……