用相干光通信实现连续变量量子密钥分发是一种安全的密钥传送方式。这种通信方法不但能与现有的光通信技术对接,而且相较于离散变量量子密钥分发技术,具有低成本、检测效率高、容量大等优势。目前,连续变量相干光通信是根据马赫-曾德尔干涉仪原理,把信号光与本振光分开传输,在自由空间中两束光会受到不同环境影响,且在接收方很难把两束光重新耦合成一束光,这将影响实验的稳定性和可靠性。而基于Stokes参量的单光束相干光通信方式,其信号光和本振光属于同一光束的两个偏振分量,克服了双光束的缺点。为了实现单光束相干光通信方案,本文设计了控制系统,根据系统的要求,对各个模块进行优化设计,具体研究内容如下:1、根据声光效应设计了声光调制器的控制单元,其可以把时间连续的激光束“斩波”处理,得到占空比和频率均可控的脉冲光。把该脉冲光作为待调制光源载体,而把脉冲跳变作为同步信号,触发解码操作和区分发送及接收的信号序列。根据晶体的电光效应设计出编码器和解码器。在信号链路中插入程控增益模块,设计三段式增益自适应零差检测电路,扩大测量范围。用阈值型幂函数的非线性方程计算粒子群算法的惯性权重,在保证计算精度前提下,降低迭代次数,提高计算效率。针对编码器的器件蠕动以及安装所引入的误差,用广义回归神经网络对编码器的输出进行补偿,达到降低误差的目的。2、根据单光束相干光通信系统的需求,分析该系统中各个模块之间的控制顺序及其逻辑关系,采用分时控制建立通信控制系统。设计以ARM-PC为主控部分,对脉冲光的产生、调制信号的发送、信号的解码采集等进行控制。控制系统主要分为两种控制模式,一种是初始化模式,用于校准通信系统。另一种是通信模式。在此模式下,发送端受控制系统的控制对脉冲光进行编码,生成的调制信号通过自由空间进行传送。接收方在控制系统作用下对调制信号进行解码。同时设计纠正控制方案,在通信过程中,一旦检测到误差超过阈值,则启用该纠正方案,对漂移的工作点进行纠正,恢复到正常的工作点上,实现系统正常通信。3、根据所设计的系统,搭建实际的通信实验系统。系统首先运行初始化模式对系统进行校准,再进行通信实验。由设计的纠正控制方案解决工作点漂移的问题。由实验结果可知,本系统具有一定的自我调节能力,稳定性好,速度快,可用于连续变量量子密钥分发。