31 die On-Chip-Polarisatoren ein Extinktionsverhältnis von mindestens 12 dB in diagonaler und mindestens 20 dB in horizontaler oder vertikaler Richtung erreichen. Vier der acht VCSEL-Kanäle liefern Decoy States, indem ein Dämpfungsglied (~4 dB) verwendet wird. Das erhöht die Gesamtsicherheit der Quantenkommunikationsverbindung, da im System sowohl Signal- als auch Täuschungspulse spektral und zeitlich ununterscheidbar erzeugt werden. Die integrierte Digital-Analog-Wandlung, entwickelt in Kooperation mit der TU Ilmenau, erlaubt eine Pulsfolgefrequenz von bis zu 5 GHz. Es wird erwartet, dass dieses Signal von einem zusätzlichen Quantenzufallszahlengenerator stammt. Das optische System der Quelle ist in einer KOVAR-Box mit niedrigem Ausdehnungskoeffizienten untergebracht. Die VCSEL-Quelle passt dank der integrierten Komponenten in ein Volumen von 40 × 40 × 43 mm³. Die Signale der acht separaten Kanäle unterscheiden sich spektral weniger als 50 pm und haben Unterschiede in der Zeitverzögerung von < 1 ps. Damit ist die Quelle ein aussichtsreicher Kandidat für eine Weltraummission auf einem Mikrosatelliten (Cubesat). Alle Technologien wurden so ausgewählt, dass sie für eine künftige Qualifikation im Weltraum bereit sind. Four of the eight VCSEL channels provide decoy states by using an attenuator (~4 dB). This increases the overall security of the quantum communication link, as both signal and decoy pulses are generated in the system in a spectrally and temporally indistinguishable manner. The integrated digital-to-analog conversion, developed in collaboration with the Technische Universität Ilmenau, allows pulse rates of up to 5 GHz. This signal is expected to originate from an additional quantum random number generator. The optical system of the source is housed in a KOVAR box with a low expansion coefficient. The VCSEL source fits into a volume of 40 × 40 × 43 mm³ thanks to the integrated components. The signals of the eight separate channels differ spectrally by less than 50 pm and indicate differences of time delays of < 1 ps. The source is therefore a promising candidate for a space mission on a microsatellite (Cubesat). All technologies were selected for their potential for future space qualification. Authors Marcus Babin Dr. Michael Jetter1 Prof. Jens Müller2 Prof. Matthias Hein2 Contact Dr. Erik Beckert Phone +49 3641 807-338 erik.beckert@iof.fraunhofer.de Ultrakompakte Lichtquelle für Quantenverschlüsselung Ultra-compact light source for quantum encryption [2] Die VCSEL-Quelle auf der Leiterplatte ist mit dem KOVAR-Rahmen dargestellt, in dem die Optik untergebracht ist, die oben auf dem VCSELChip befestigt ist. Die winzige Glasspitze oben auf dem Gehäuse ist der Wellenleiterkombinator, aus dem das Polarisationssignal austritt. / The VCSEL source on the ceramic printed circuit board (PCB) is shown with the KOVAR frame housing. The tiny glass tip on top of the housing is the waveguide combiner, where the polarization signal comes to exit. 1 Universität Stuttgart 2 Technische Universität Ilmenau
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