为了解决电磁振镜系统中镜面大角度偏转难以测量的问题，设计了一种基于四单元光电探测器（PD）与LED的光电式镜面角度传感装置。首先分析了镜面角度检测的基本原理，基于LED朗伯辐射模型，建立了镜面偏转角度的真实值与解算值之间数学模型；其次以非线性度为评价标准定义了系统检测范围；然后仿真分析了探测器水平位置、镜面中心与LED距离和LED半功率角对系统检测范围的影响；最后搭建了实验平台进行验证。仿真及实验结果表明：所建立的数学模型对使用朗伯型LED进行镜面角度检测是有效的；通过减小探测器与LED之间距离、增加镜面中心与LED距离和增大LED半功率角，可以提高系统的角度检测范围。

为了实现空间光通信系统小型化、一体化设计，建立了基于阵列探测器和快速偏转镜的一体化跟踪系统，通过分析阵列探测器的光斑位置检测原理提出了一种归心算法。首先通过设置阈值，设计了光斑不完全覆盖探测器的粗归心策略；然后采用数据库查询的方法完成精归心，最后采用无穷积分法使光斑归至原点附近；通过搭建试验平台验证了算法的正确性和可行性。实验结果表明：跟踪视场可达70.3 mrad，较原算法视场扩大了约3倍，跟踪最大误差优于1.8 μrad，为空间光通信系统的进一步工程化应用奠定了基础。

本文提出了一种多尺度补全卷积神经网络(MsiNet),用于光学相干层析(OCT)视网膜图像的分层。该网络充分利用了人眼视觉特性和视网膜层次特征。实验结果表明,与现有的视网膜分层网络相比,MsiNet能够实现更高的分层正确率,同时具有网络规模小和参数量少的特性。

依靠光学相干层析(OCT)技术能够获得清晰的视网膜结构图, 对于视网膜病变的诊断具有重要的意义。文章回顾了既往研究中典型的视网膜OCT B-scan图像分割算法, 根据算法的输出特征, 将其分为视网膜边界提取法和视网膜层提取法两类, 旨在明确不同的方法获取信息的差异性, 为视网膜病变诊断提供参考。

全光纤型侧向光学相干层析(OCT)探针由于兼具尺寸小和三维全周成像的优点，近年来受到了学术、工业界的广泛关注。文章通过对全光纤型侧向OCT探针的聚焦性能进行数值仿真，优化了探针的结构参数。基于优化的探针结构，针对反射器与GRIN光纤间随机横向位移引发的光功率衰落，进一步数值分析了探针套管尺寸及反射器位置对于探针鲁棒性的影响。

报道了一种可实现入瞳位置不变的超广角扫频光相干层析成像(OCT)系统,对成像系统的样品臂进行了建模和光学仿真, 证实其可行性和有效性。设计并展示了一个超广角OCT成像系统, 在仅改变振镜位置及透镜间距的情况下, 实现了超过40°的眼底单次超大角度扫描, 单次横向扫描范围覆盖眼底I区, 有效增加了OCT单次扫描的成像范围。

建立了基于傅里叶域锁模(FDML)扫频光相干层析(OCT)系统的数值模型, 通过对FDML光源中的组件进行建模, 利用分步傅里叶法求解非线性薛定谔方程, 研究了滤波器带宽对光源强度噪声与相位噪声的影响。在此基础上对OCT成像过程中的信号进行了数值仿真, 研究了光源噪声和成像系统中的色散失配对点扩散函数及其滚降特性的影响, 获得了扫频光源中元件特性与OCT系统性能的直接关系。

报道了一种多样品臂扫频光学相干层析(OCT)系统，使用光开关将多路样品臂接入同一个扫频OCT成像系统，通过光开关的快速切换，实现了多路同时实时成像。设计并展示一个双样品臂的成像系统，两路成像性能均与典型扫频OCT系统相当；通过两路实时成像结果相结合，在仅使用少量额外硬件的情况下，实现了对成像视场的成倍扩展。

讨论并仿真了薄膜型光纤F-P腔传感器弧形腔效应的补偿。当一个薄膜型光纤F-P腔传感器的形变位移足够显著时，将产生弧形腔效应而使其不再完全服从平行平面腔传播模式规律。此时必须对平行平面腔的传播模式进行修正以符合弧形腔的实际规律。利用基尔霍夫衍射方程对弧形腔模型进行了计算和仿真，确定了弧形腔的散射效应，并基于一种典型腔长解调方法，提出了弧形腔效应下，腔长解调值的补偿方案。

解释了当信号速率是法布里-珀罗(F-P)腔的自由光谱区宽度(FSR)的整数倍时，利用F-P腔和基于半导体光放大器(SOA)级联偏移滤波的幅度均衡系统实现全光时钟恢复的原理。从理论上研究了幅度均衡系统中偏移滤波参数对时钟幅度抖动的影响，并且给出了理论上最佳的偏移滤波参数。实验中，为了解决时分复用(OTDM)系统中不同时隙信道信号光相位不同导致F-P腔输出光脉冲幅度严重起伏的问题，采用了对信号光进行波长转换的方法，最终利用FSR 为102 GHz的F-P腔和幅度均衡系统成功地分别从102 Gb/s和204 Gb/s 归零码开关键控(RZ-OOK)码信号中恢复出了102 GHz和204 GHz的光时钟。其中102 GHz时钟的幅度抖动为8.5%，时间抖动小于236 fs；204 GHz时钟的幅度抖动为9.4%，时间抖动小于251 fs。