基于硅PN结发光的量子密钥分发发射单元器件

该文面向便携设备与主机间实现短距离量子密钥分发(quantum key distribution,QKD)的应用场景,基于BB84协议提出一种小型化QKD发射单元器件。该器件采用硅PN结反向击穿作为光源发光机制,配合金属线栅偏振器实现4种不同线偏振态光子的发射。利用光阑和凸透镜实现发射光子的准直输出,并消除不同偏振光子在发射位置上的差别。数值计算结果表明:经过参数优化该器件可以实现大于20dB的偏振消光比,原始密钥生成率可以达到3kb/s。该器件结构高度可以控制在5mm之内,便于在便携设备中应用。