随着量子力学的不断发展，其应用越来越广泛，上世纪七八十年代开始，应用在密码学上，产生了量子保密通信这一重要的应用领域，而量子密钥分发则是量子保密通信中非常重要的部分，是实现量子保密通信的基础。尽管量子保密通信在理论上被证明是绝对安全的，但是在实际研发应用中，由于设备、环境等因素的影响，存在实际应用的安全性问题和稳定性问题，制约了其应用发展的速度，实际安全性问题和稳定性问题也成为量子密钥分发领域当前研究的热点。　　论文重点对量子密钥分发系统的稳定性进行深入分析，主要围绕自主研发的内禀稳定的相位调制偏振编码的量子编码和解码器进行了深入详细的介绍与分析。系统的稳定性主要是偏振稳定及相位稳定的问题，我们基于法拉第反射镜的旋转共轭效应，巧妙的构建了光路，使得光脉冲经PBS分束后，两个偏振分量所经历的光路完全相同，且均为被法拉第反射镜反射后的往返式光路，保证了其偏振稳定;而经历完全相同的光路，也保证了相位稳定。再利用相位调制偏振的基本原理，最终实现了内禀稳定的相位调制偏振编码编码和解码。　　本学位论文的主要工作包括:　　1.全面调研了量子密钥分发系统在稳定性方面的发展现状。量子密钥分发系统根据编码方式的不同，分为相位编码和偏振编码。偏振编码主要是通过偏振控制器来实现。但是由于光纤的色散以及双折射效应，限制了偏振编码系统的传输距离，使得偏振编码的发展受到限制，其方案不多。而相位编码则经历了M-Z干涉仪系统、双不等臂M-Z系统、差分相位编码系统、即插即用系统及双FM相位编码系统，其稳定性在不断增强，但依旧存在问题。　　2.对QKD系统的偏振稳定性进行了理论研究，分析了现有的QKD系统保持偏振稳定的手段方法:主动反馈补偿和被动自补偿。主动反馈补偿主要是由电动偏振控制器(EPC)，偏振探测器以及控制电路组成的闭环反馈系统，以此对偏振进行补偿。被动自补偿主要是利用自身的光纤光路来补偿环境导致的偏振漂移，如通过法拉第反射镜和光学器件的组合形成的双向往返式光路。通过对偏振编码方案的分析发现，由于光纤的性能容易受外界影响，导致偏振态很难控制，尽管在实验中采用很多改进的措施，但误码率和码率仍然受到很大的限制，且由于器件的问题，编码速度较慢。　　3.着重分析了相位调制偏振编码的原理，并介绍了常见的方案。相位调制偏振编码是利用两彼此垂直的线偏振光来合成，最后获得的偏振光由两个光之间的相位差确定，只需要通过相位调制器调制某一线偏振光的相位从而达到改变两线偏振光之间的相位差，即可实现高速编码。但是由于相位漂移和偏振状态无法同时稳定保持，导致了相位调制偏振编码在应用上仍然存在一定问题。　　4.我们提出了一种内禀稳定的相位调制偏振编码系统方案，该方案利用法拉第反射镜与四端口PBS分束器构成往返式光路，使得两个偏振分量所经历路径完全相同，消除了因路径不同带来相位漂移的影响，最后的相位差只与相位调制器加载的相位有关;利用法拉第旋转共轭效应，使得两个相互垂直偏振分量在合成干涉时仍旧能够完美地保持相互垂直，对偏振进行自补偿，使得在无需使用保偏光纤时仍旧能够保持输出偏振态和调制偏振基的稳定性，因此具有完全内禀稳定性的特征。