量子密码通信作为一门新兴学科，一面世就开始受到人们的瞩目。它结合了经典密码学与量子物理学，从物理层面诠释了安全性的定义，并为密码学科和通信学科的研究带来了新活力。从未来的发展趋势来看，量子保密通信无论是在军事领域还是金融领域，都具有巨大的应用前景和商业价值。因此，研究量子保密通信是非常有意义的。连续变量量子密钥分发作为量子密码通信的一种重要的实现方式，具有密钥生成率高，实现成本低、部署方便等于优点。尤其是具有能够与现有光网络进行融合的能力，可以保证传输的量子信号不被经典光信号破坏。因此，连续变量量子密钥分发是未来量子保密通信的发展趋势。本文围绕连续变量量子密钥分发系统的光路设计以及改进方案，主要完成了以下几个方面的研究：1.设计并完成了一套全光纤的连续变量量子分发的光路系统。本文对CV-QKD光路设计的原理进行了详细的阐述，包括器件的结构和偏振态的控制。所设计的光路系统采用保偏光纤和单模光纤的混合结构，并进行了小型化封装和系统集成，具有良好的稳定性。随后本文对光路系统中的关键参数进行了实验测定，并对系统的整体性能进行了评估。2.研究连续变量量子密钥分发系统的稳定性。本文首先分析了实际CV-QKD系统中影响长时间稳定性的主要因素。包括了光源部分的功率以及偏置电压抖动所造成的影响。随后针对光纤CV-QKD中存在的偏振漂移现象，本文详细地分析了其产生的原因，并提出了一种新的偏振补偿方案。最后通过实验对其进行验证，证实了该偏振补偿方案确实有着很好的实时补偿效果。3.提出了一般化的离散调制连续变量量子密钥分发协议。本文首先研究了使用个相干态进行离散调制的CV-QKD协议，并且分析了其在有损有噪信道下的安全性，给出了八态调制的最优性结论。随后我们又使用非确定性无噪放大器对原协议进行了改进。数值结果表明采用无噪放大器之后，其安全传输距离可以得道明显的提高。4.提出一种新的多通道并行连续变量量子密钥分发方案，该方案使用微波光子学中的子载波复用技术，将路相互独立的量子信号复合到同一根光纤进行并行传输。本文系统地分析了多路信号的产生、调制以及信号非线性混叠造成的额外噪声，并给出了其在联合攻击下的安全性模型。数值计算结果表明采用这种多通道并行技术后，虽然每个通道的最远传输距离会略微下降，但是其总的安全比特率会得到显著提升。