真随机数发生器是量子密钥分发的两个关键技术问题之一,对量子保密通信的顺利进行起着至关重要的作用.真随机数在数值计算,随机抽样,统计模拟等领域也有着重要的应用.研究真随机数发生器具有重大的战略和现实意义.　　本论文从随机数发生器方案中的随机源和后处理环节出发,结合实践经验和最新研究进展,对几种不同熵源的随机性进行了深入的理论分析,并针对真随机数发生器研究中的一些基本问题和方法展开了丰富的讨论.　　对随机性相关的一些根本问题,如随机性的定义和度量,统计随机性和真随机性的区别,量子物理中的真随机性等,本文进行了全面的分析,并从技术层面上总结出实现真随机性所需的若干要求.　　以超辐射发光二极管为随机源,本文讨论了其物理特性和量子随机性,并以此为基础提出了与之相适应的真随机数发生器方案.本文还对后处理方法的有效性及其与采样频率之间的关系进行了详细的分析,完成了一种典型后处理方法的有效性验证,并运用这种方法实现了迄今为止最快的随机数产生速率.此外,本文还针对随机数发生器方案中各环节的现有研究状态,对其关键方法和各自的优缺点进行了比较和总结.　　以垂直腔面发射激光器为随机源,本文讨论了其随机特性的两种不同表现形式,并通过合理的探测和后处理,分别设计出基于VCSEL相位噪声和偏振噪声的两套真随机数发生器方案.