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龙图腾网恭喜东莞先进光纤应用技术研究院有限公司申请的专利一种基于半导体光源相位噪声的光纤密钥分发系统获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN113852467B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-30发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202111203427.8，技术领域涉及：H04L9/08；该发明授权一种基于半导体光源相位噪声的光纤密钥分发系统是由贾波;黄鹏;陈永超;肖倩设计研发完成，并于2021-10-15向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于半导体光源相位噪声的光纤密钥分发系统在说明书摘要公布了：本发明涉及光信息安全技术领域，尤其是指一种基于半导体光源相位噪声的光纤密钥分发系统，其包括光源、第一分束器件、第二分束器件、第一光电探测器、第二光电探测器、第三光电探测器、第四光电探测器、第一光纤链路、第二光纤链路、第三光纤链路和第四光纤链路。本发明通过利用差值法消去了强度噪声项，在提取相位噪声的同时保证了还原信号具有较高的一致性；本发明设计巧妙、新颖，使得从通信双方发出的光信号经历相同的路径经过拍频相减后提取出光源的相位噪声，最后形成的密钥仅与光源自身以及密钥分发路径有关，抗干扰性更强，实现通信双方高速密钥分发。

本发明授权一种基于半导体光源相位噪声的光纤密钥分发系统在权利要求书中公布了：1.一种基于半导体光源相位噪声的光纤密钥分发系统，其特征在于：包括光源、第一分束器件、第二分束器件、第一光电探测器、第二光电探测器、第三光电探测器、第四光电探测器、第一光纤链路、第二光纤链路、第三光纤链路和第四光纤链路；所述光源发出光信号，通过第一分束器件分别分束至第一光纤链路和第二光纤链路；所述第一光纤链路与第二分束器件连接；所述第一光电探测器和所述第二光电探测器分别与所述第二分束器件连接；所述第二光纤链路与第三分束器件连接；所述第三光电探测器和所述第四光电探测器分别与所述第三分束器件连接；所述第三光纤链路和所述第四光纤链路的光程差大于光源干涉长度；所述第二分束器件和所述第三分束器件均为3×3光纤耦合器；所述第一光电探测器、所述第二光电探测器、所述第三光电探测器和所述第四光电探测器的带宽一致；所述第一分束器件用于接收来自所述光源的光信号，并传输到所述第一光纤链路和第二光纤链路；所述第二分束器件用于接收来自所述第一光纤链路的光信号，并传输到所述第三分束器件；以及用于接收来自所述第三分束器件的光信号，并传输到所述第一光电探测器和第二光电探测器；所述第三分束器件用于接收来自所述第二光纤链路的光信号，并传输到所述第二分束器件；以及用于接收来自所述第二分束器件的光信号，并传输到所述第三光电探测器和第四光电探测器；所述第一光纤链路、第二光纤链路、第三光纤链路和第四光纤链路均用于传输光信号；所述第一光电探测器、第二光电探测器、第三光电探测器、第四光电探测器均用于将光信号转换为电信号，以得到对应的密钥；所述第二分束器件与第一光电探测器、第二光电探测器位于通信双方其中一方本地，所述第三分束器件与第三光电探测器9、第四光电探测器位于通信双方另一方本地；从稳定工作的半导体激光器发出的光信号经过第一分束器件分束后分别到达通信的合法双方，通过3×3耦合器后经过两条光纤链路到达通信的另一端后进入3×3耦合器完成拍频，最后分别被通信双方的光电探测器接收，被光电探测器接收的信号与本地的另一个探测器接收到的信号相减减去强度噪声项之后即可得到与光源本身有关的相位噪声项作为产生密钥的依据；所述光源为宽谱的超辐射发光二极管，为了得到足够大的噪声方差，将噪声信号经过带宽为100GHz，中心波长1542.32nm的光学滤波器滤波后通过单模3dB耦合器分束到两个单模3×3耦合器中，再进入两段40公里的外部光纤链路中，到达另一端3×3耦合器后完成拍频再被高速光电探测器接收；两段外部光纤链路的长度差为160.3米，远大于滤波后光波的干涉长度；当从两段外部光纤链路到达耦合器的光功率相等时，两个本地探测器接收的光信号可以表示为：这里的τ代表两段外部光纤链路间由于长度差异产生的时延，ψ1和ψ2为3×3耦合器附加的相位延迟，这里的附加相位延迟可以表示为： 根据激光复合辐射场的表述： 这里常数E0为平均场振幅，函数δt与φt分别为相对强度波动和相对相位波动，为时间相关的一系列零均值广义平稳实数，二者分别与相对强度噪声和相对相位噪声相关；ω0对应于SLD光源中心光谱的发射频率；将式1、2与4结合得到两个探测器接收的光强为： 这里代表光的时变相位波动，可以视为高斯白噪声，其均方相位偏差为这里τc为光通过滤波器后的相干时间；随着相对延迟τ的增加，相位差波动和相位噪声幅度也会增加；当τ＞＞τc时，相位噪声接近渐进水平，而相对强度波动δt和δt+τ相比之下忽略不计，即： 此时将本地两个接收器的幅值相减，差值信号可以表示为 使用了4个3.5GHz带宽的光电探测器，示波器采样率为5GSamples；通过皮尔逊相关系数公式： 计算得到的两路差值信号的相关系数为0.94，表明二者具有极高的相似度；再使用双阈值量化的方法将模拟信号转换为数字信号序列，转换规则为： q+和q-分别为量化的高低阈值，ε为决定最终阈值的标量。

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