21世纪被人们称为信息的时代。信息已经成为一种重要的资源,信息安全是一个国家综合国力的体现。信息安全关系到国家的安全和社会的稳定,因此,必须采取措施来确保我国的信息安全。近年来,国内外在信息安全领域的发展非常迅速,发表了许多新的研究成果。但同时危害信息安全的事件也不断发生,形势十分严峻。信息安全离不开安全的通信系统。一方面,需要不断改善通信系统的性能,来满足日益增长的安全传输需求;另一方面,迫切需要研究通信系统的安全性评价方法,来评估系统的安全性能。本文首先介绍了时间透镜的基本原理,从时空对应原理出发,经过相关推导,验证了利用时间透镜实现光学分数阶傅里叶变换的可行性。并在VPI平台搭建了基于分数阶傅里叶变换的保密光纤通信系统,以系统误码率为主要指标,从可靠性和安全性两方面进行验证。在此基础上,分析了光学分数阶傅里叶变换中控制信号的频率、幅度、相位失谐对保密光纤通信系统的影响:窃听方截获成功的所需要尝试的次数受到发送控制信号的频率影响较大,幅度参数的影响较小,基本不受相位参数的影响。为了更好的说明各参数的影响,本文定义了控制信号的参量空间,并从参量空间的角度分析了保密光纤通信系统的安全性能。根据上述分析的结果,本文研究了一种带有物理层加密的安全通信分析模型和一种保密光纤通信系统的评价方法,完成了对保密光纤通信系统安全性的量化,并应用该方法对所搭建的基于分数阶傅里叶变换的保密光纤通信系统进行安全性分析。最后,本文以系统误码率和窃听方与接收方所恢复信号的相关系数两个参数作为衡量窃听方是否截获成功的指标,完成了对保密光纤通信系统的安全性评价。