海面泡沫对偏振光子的散射影响

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0.5 cm-1、泡沫层厚度超过6 cm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