海面泡沫信道对量子通信中光子的偏振散射提高了偏振误码率。采用波分复用的偏振补偿方案对其进行补偿。在验证波分复用偏振补偿方案可行性的基础上,针对海面泡沫信道中波长间隔带来的偏振误差问题,提出了单参考光误差校准偏振补偿改进方案和双参考光偏振补偿改进方案。分别仿真了不同波长间隔下补偿后信号光的偏向角分布。结果显示,两种方案均可以有效地消除波长间隔带来的影响误差,其中双参考光偏振补偿方案性能更优,补偿效果更明显,但多参考光对实验设备提出更多的要求;波长间隔取值越小,补偿后信号光的偏向角越小,对应的偏振误码率越低。

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增大而减小。