随着量子理论与技术的发展,以量子密钥分发(Quantum Key Distribution,QKD)为基础的量子保密通信逐步成为保障网络信息安全的强有力技术手段,在对信息安全要求较高的政府、国防、金融、能源、科研等领域有着广泛的应用。QKD终端设备中各路光源的时序校准是QKD系统生成安全可靠密钥的前提条件,因此研究高效率、高精度的时序校准装置对于量子通信的安全性有着重要意义,可加快量子通信产业化进程。本文针对QKD终端设备中八路量子态光信号在设备出口处存在固有时间偏差的问题,设计了一套以高精度时间数字转换器(Time Digitial Converter,TDC)为核心、以FPGA为主控单元的QKD光源时序校准系统。整个时序校准系统可分为信号调理部分、时间测量部分和FPGA主控部分。信号调理部分采用高速比较器对光电转换后的差分小信号进行幅度甄别,采用D触发器和RC延时电路实现脉冲展宽,之后将同步光、信号光脉冲电信号分别作为TDC的起始、停止信号;时间测量部分采用高精度时间间隔测量芯片TDC-GPX对调理后的脉冲电信号进行时间间隔测量并将测量结果传送给FPGA主控部分;FPGA主控部分负责系统外围电路的控制及测量数据的运算和处理,通过向待校QKD设备下发延时调整命令帧,分别调整八路光信号的发光时间,使其满足在时间上的不可分辨性。为验证校准系统的性能,对TDC-GPX的性能进行了测试,对QKD光源时序校准系统进行了整体测试。测试结果表明,校准系统精度小于80ps,用于实际待校准QKD设备中,校准性能良好,能够满足QKD光源时序校准系统的需求。