为了制备高质量螺旋光纤器件，提出一种四电极电弧光纤加热的方法。基于磁流体动力学模型建立四电极电弧等离子放电的有限元仿真模型，研究了电极夹角、电极距离与施加电压对电弧放电温度场的影响。根据实际情况，进行了相应的温度场仿真计算，结果表明四电极电弧放电形成了较宽的恒温区，宽恒温区不仅有利于光纤应力的释放，同时减少了光纤偏移带来的影响。基于仿真结果，研制了四电极电弧放电的宽恒温区等离子热熔扭转加工系统，当系统中被加热光纤最高温度约为1 050 ℃时，被加热光纤轴向上的恒温区长度约为2.12 mm。用研制的系统制备了不同光纤与不同周期下的螺旋长周期光纤光栅，在波长1.21~1.3 µm，透射光谱的光强波动小于1 dB，光强平均值大于-1 dB；在波长1.3~1.35 µm，光强平均值大于-1 dB；最深的透射光谱波谷大于22 dB。为更进一步验证所研系统的性能，用单模光纤、偏芯光纤、偏双芯光纤制备了不同周期的螺旋光纤结构，结果显示加工得到的螺旋光纤结构的包层边界清晰且平直，无显著的螺纹结构；光纤中央芯无显著的螺旋加工痕迹；光纤偏芯光滑且连续。

为了提高机载激光通信系统在机体振动和机械摩擦等扰动下的视轴对准精度，提出了一种基于滑模观测器的反步滑模控制方法。首先建立了机载激光通信系统的数学模型，然后通过设计的滑模观测器对扰动值进行估计，同时针对指令转换模块、激光通信模块和电机模块逐步设计了反步滑模控制律，实现对机载激光通信系统视轴的高精度控制。实验结果表明：提出的方法与分数阶PID控制方法相比突出了更优的快速性和准确性，响应时间仅为0.4 s，最大空间对准误差仅为0.3 m，设计的滑模观测器能够快速、准确地估计出扰动值，响应时间仅为0.3 s，最大估计误差分别仅为0.1 m/s、0.06 (°)/s² 和0.07 A/s，大幅提高了机载激光通信系统中视轴的对准精度。