Verbundprojekt: Rauscharme Laser für Quantenschlüsselaustausch mit kontinuierlichen Variablen - QuNET+LORELAY

Abstract

Das Gesamtziel des Verbundprojekts ist die Entwicklung kompakter, Schrotrausch-limitierter Lasermodule mit geringer optischer Linienbreite einschließlich Betriebs- und Kontrollelektronik sowie geeigneter Fertigungstechnik für eine automatisierte Produktion in Europa. Damit sollen die Nachteile heutiger kommerzieller bzw. la-borbasierter Lasersysteme hinsichtlich CV-QKD-Eignung, Größe, Kosten und Leistungsaufnahme überwunden werden. Diese Laser sollen erst als Subsystem verifiziert und charakterisiert werden und dann in ein CV-QKD-System integriert werden. Ziel des Teilvorhabens der Adva Network Security GmbH (ANS) war die Definition geeigneter Laserspezifikationen und die Entwicklung einer Steuerelektronik aus diskreten Bauteilen, um Reichweite und Schlüsselrate faserbasierter CV-QKD-Systeme zu maximieren. Hierzu sollten insbesondere die Anforderungen an optische Ausgangsleistung, Linienbreite, Wellenlängenstabilität, Temperaturstabilisierung sowie die präzise Ansteuerung der verschiedenen Laserbereiche spezifiziert und in ein geeignetes elektronisches Ansteuerkonzept überführt werden. Die zu entwickelnde Elektronik sollte einen stabilen und möglichst rauscharmen Betrieb des Lasers ermöglichen sowie die gezielte Einstellung von Gain-, Phasen- und Tuningparametern unterstützen. Ein weiteres Ziel bestand darin, die entwickelte Hardware und Steuerungssoftware schrittweise mit realen Lasermodulen zu erproben und die Eignung des Gesamtsystems für den späteren Einsatz in CV-QKD-Anwendungen zu bewerten. Neben der reinen Ansteuerung sollten insbesondere die Temperaturregelung, die Wellenlängenabstimmung und das Zusammenspiel der einzelnen elektronischen Funktionsgruppen experimentell validiert werden. Perspektivisch sollte der im Projekt entwickelte Laser in einen bestehenden CV-QKD-Demonstrator von ANS integriert werden, um den Einfluss des Lasers auf die Systemleistung unter realistischen Betriebsbedingungen zu untersuchen.