传统宽带光源光纤光栅(FBG)传感系统的解调部分比较复杂，为了克服这一缺点，使用线性扫频激光器作为FBG传感系统的光源，并选定一个光栅作为参考光栅，将其他光栅作为传感光栅。根据传感光栅与参考光栅的反射信号时间间隔的变化，解调得到FBG反射中心波长的变化，解调过程非常简便。基于FBG传感系统进行了温度和光纤轴向拉力的测量实验，验证了该系统的可行性和正确性，也证明了该系统可单独或同时测量温度和光纤轴向拉力。给出了提高系统测量精度的途径，包括保证参考光栅的温度稳定以及使用扫频速率较小的扫频光源和采样速率较高的示波器。

基于非线性光纤环形腔镜(NOLM)及光子晶体光纤(PCF)的自相位调制效应(SPM)，实现了一种适用于光子神经元的全光阈值器。所使用的PCF 非线性系数为16.98 (W·km)-1，同时在NOLM 中引入可调隔离器。PCF 及可调隔离器的使用，缩短了NOLM 的腔长，同时降低了阈值器对输入光功率的要求。该全光阈值器对光信号的消光比可提高6 dB 以上。由于全光阈值器中所有的组成器件均为无源光器件，因此能够处理高速率光信号。该全光阈值器在其他光通信系统中也具有广阔的应用前景。

波长扫描激光器是光纤传感和光学相干层析技术中的关键部件，其动态输出光谱特性决定了传感与成像系统的分辨率水平。采用改进的外差法和电光调制器(EOM)法对自制的波长扫描激光器的输出光谱进行动态测量，得到光谱线宽(反映光源的相干性)及其与波长扫描频率的关系。结果表明，输出光谱线宽随着波长扫描频率增大而增加，EOM 法比外差法测得的光谱线宽略大，波长扫描频率为60 kHz时,外差法测量激光器输出光谱线宽在4.9 pm，EOM 法测得为37 pm。<作者>

对铌酸锂马赫-曾德调制器（MZ-LN）调制特性曲线、半波电压和零点电压进行了测量。实验表明调制特性曲线存在一定的偏移，调制器的零点电压存在严重的漂移现象。实验研究了零点漂移对NRZ码和DPSK信号的影响，指出零点漂移与调制器的残留电压有关，产生原因来自于内部结构存在的电荷储存效应。

各态遍历偏振态发生器(PSG)是偏振测量不可或缺的基本设备，偏振态和偏振器件的描述对于编写偏振态发生器的控制算法是至关重要的。采用四元数来描述和分析各态遍历偏振态发生器中偏振态与偏振控制器，导出了三级偏振控制器的四元数公式，得到了描述其旋转轴与旋转角度的公式。实验测量了单级偏振控制器的四元数，得到了普通单模光纤受挤压时对应的应力四元数公式以及改变电压时的四元数公式，利用该公式编制的算法，实现了各态遍历的偏振态发生器。

提出了基于太赫兹光非对称解复用器(TOAD)结构来实现全光伪随机码(PRBS)倍速中全光波长变换及全光或逻辑运算两项关键技术的方案。对TOAD结构的开关特性进行了理论与实验研究，并利用TOAD结构实现了10 Gb/s速率的波长变换和全光或逻辑的仿真与实验。结果表明： 继续减小控制脉冲宽度和开关窗口宽度，利用TOAD结构可以获得更高速率的波长变换和全光或逻辑运算；利用这两项关键技术，基于TOAD结构可实现PRBS倍速，获得更高速率的全光PRBS码流。

基于半导体光放大器（SOA）的环形腔激光器可在超过100 nm的调谐带宽内实现全带宽范围的兆赫兹级调谐，且输出激光信噪比高、平坦度好，因此在光纤通信、光纤传感和生物光子学领域应用广泛。采用稳态模型和分段算法，分别讨论了线性函数、二次函数、指数函数和平方根函数形式注入电流对SOA的增益谱和SOA峰值波长的影响，研究非均匀注入对SOA增益特性和环形腔激光器输出特性的影响。结果表明，输出激光波长在较大平均注入电流时随电流变化较小，且在指数型非均匀注入时存在变化率为0的极值点，可获得很高的波长稳定性。

基于单模多模单模（SMS）光纤输出光功率随温度的变化规律，提出了一种温度测量的理论模型，并实现了一种新型的测温系统。通过测量光功率变化的相位即可得到与之呈线性关系的温度变化。通过两个温度变化过程对该系统进行定标，得到相位与温度之间的定标系数为2.5347。对自然快速升温和线性缓慢升温两个过程进行了实验测试，系统误差小于5%。

Polarization-shift keying (PolSK), which is performed based on two orthogonal polarization states, is investigated in detail by experimental and numerical simulation for data rates of 10 and 40 Gb/s. Using a general Mach-Zehnder intensity modulator, a new type of PolSK transmitter is presented and demonstrated by polarization coupling technology. And then the PolSK transmission is experimentally demonstrated in a 50-km single mode fiber system, whose eye diagrams show that the PolSK transmitter works well at 10 Gb/s and the power fluctuation is ~8%. Further simulation reveals that the PolSK has great potential in long distance transmission with data rate of 40 Gb/s, while its error-free distance goes beyond 2 100 km.

By using a feedback-stabilized fiber Mach-Zehnder interferometer (MZI) with a PZT-based phase shifter, a novel method for measurement of laser coherence length is demonstrated based on pulses interference. Experimental results show that the coherence length is closed to that measured by the commercial optical spectrometer, and the partial coherence phenomenon is observed. Our scheme can measure not only the high-coherence laser but also low-coherence pulses, which is widely used in coherent laser measurement and application.