摘要

采用空心分层粒子模型,并基于Mie散射理论分析了海面泡沫的各项相关参量对光子的偏振散射作用;对量子误码率和光子偏振保真度公式进行了推导,运用蒙特卡罗法模拟了光子穿越泡沫层的整个过程。讨论了量子误码率与泡沫散射系数、泡沫吸收系数、泡沫层厚度以及泡沫粒子尺度参数等参量的关系。结果表明:泡沫散射系数和泡沫层厚度的增大都会增加光子的散射次数,从而加剧光子的退偏程度,降低光子偏振保真度。当泡沫散射系数超过0.5cm-1、泡沫层厚度超过6cm时,泡沫引起的量子误码率可达6.5%;泡沫吸收增大了传输损耗,降低了量子密钥生成率;在泡沫尺度参数的经典取值范围内,量子误码率会随着尺度参数的增大而减小。