单立式850nm VCSEL阵列用于通过基于偏振的BB84和诱状态协议的量子密钥分配应用

科学领域:

• 光学和光子学 在光学和光子学.
• 量子信息科学 量子信息科学
• 半导体设备物理 半导体设备物理

背景情况:

• 量子密码学提供基于物理的安全性,但依赖于复杂的单光子源.
• 诱状态协议通常使用弱连贯脉冲和外部光学来控制极化.
• 现有的设置需要多个激光器和光学元件,限制效率和增加复杂性.

研究的目的:

• 开发一个紧的,集成的激光源用于量子密码学.
• 在基于偏振的量子密钥分布 (QKD) 中简化发送者配置.
• 为了提高信号速率并降低QKD系统的复杂性.

主要方法:

• 一个单一的垂直腔表面发射激光 (VCSEL) 阵列的演示.
• 在VCSEL中集成子波长网格,用于内部极化控制.
• 精确调整单个VCSEL操作点的波长匹配.

主要成果:

• 达到了高的直角极化抑制比率 (OPSRs),高达19.7dB (直线) 和19.1dB (对角).
• 所有八个VCSEL的波长匹配在851.2nm.
• 开发了一个紧的,在室温下工作的VCSEL阵列,消除了对外部状态准备的需求.

结论:

• 单体VCSEL阵列为量子密码学发送模块提供了简化和高效的解决方案.
• 集成的偏振控制和波长匹配使得更高的信号速率和实用的QKD实现.
• 这项技术推动了强大的和可扩展的量子通信系统的发展.