控制光纤拉丝过程中的裸纤丝径波动是影响光纤拉丝质量的重要因素。给出了光纤拉制过程的数据模型, 分析了导致光纤拉丝中影响裸纤波动的因素, 介绍了光纤拉丝的整个过程, 进行了炉内温度场和气体流场对裸纤直径波动的采样数据测试, 并针对炉体结构、气体搭配和流量大小设计了相应的实验。实验数据表明: 通过改变加热炉、拉丝塔的结构以及惰性气体流速与配置可以减轻拉丝制造过程的扰动, 提高光纤裸纤直径波动的控制精度, 丝径波动范围从±1 μm提高到±0.5 μm。

蓝宝石材料具有高度力学和化学稳定性,因此以蓝宝石作为衬底的光盘是实现长时数据存储的有效解决方案。但是,由于单晶蓝宝石材料具有明显的各向异性,当扫描光束入射到单晶蓝宝石基底表面时会发生双折射,从而使标准的CD读取系统对蓝宝石光盘失效。针对蓝宝石材料这一特性,建立了光束在单晶蓝宝石衬底中传输的物理模型,提出采用石英补偿板来补偿蓝宝石衬底像差的补偿机制。进行了数据读取实验,结果表明,采用所述像差补偿方法能够显著提高蓝宝石光盘光学信息读取系统的读取性能。

针对儿童斜视辅助治疗的色散问题, 提出了利用微棱镜阵列组消除压贴三棱镜中的色散现象的设计方案。通过压贴三棱镜平移光线, 用微棱镜阵列组进行色散补偿, 设计了一个新颖的组合光学系统。阐述了微棱镜阵列组色散补偿的基本原理, 并利用几何光学软件仿真了组合光学系统的色散、透过率等光学参数。点列图以及扩散函数图等仿真结果表明, 微棱镜阵列对于减少压贴三棱镜的色散有较明显的效果。

高性能X射线聚焦光学元件是实现亚微米分辨率微束X射线荧光分析系统(XRF)的关键器件。给出一种新型的微束XRF系统设计结构,介绍两种典型的X射线聚焦光学元件:X射线聚焦毛细管透镜和X射线组合折射透镜的结构与光学参数。数值计算比较了X射线聚焦毛细管透镜和X射线组合折射透镜的光学聚焦性能。分析结果体现了X射线聚焦组合透镜作为聚焦光学元件在焦斑大小、透过率、强度增益和检测范围等方面的优势。

锥形多模干涉耦合器克服了传统多模干涉(MMI)耦合器结构尺寸大的缺点，满足当前集成光器件高集成度的要求，其成像特性对设计基于它的集成光器件至关重要。根据多模干涉耦合器的自映像原理，对锥形多模干涉耦合器成像特性进行分析，发现成像特性与输入场位置、位置数、多模波导初始宽度及渐变率等参量密切相关，得到成像位置的解析表达式并总结出规律。最后采用导模传输分析法进行数值模拟和有限差分束传输法（FDBPM）进行仿真，验证了理论分析的正确性。根据成像位置表达式和规律，得到锥形多模干涉耦合器的一般成像特性，为用锥形多模干涉耦合器设计集成光器件的研究提供了理论依据和设计参考。

通过对常见光交叉连接器（OXC）的改进，提出了一种具有有限波长转换能力的内部光交叉连接节点（L-WIXC），既具备冲突消解能力又降低成本。采用算法编程方法，分析比较了L-WIXC和其他两种现有OXC结构，以及基于不同信令协议的L-WIXC的拥塞性能，结果表明L-WIXC具有较低的拥塞概率，并且基于JET协议的L-WIXC比基于JIT协议的L-WIXC具有更低的拥塞概率。通过搭建L-WIXC仿真平台，测试信号光功率、串扰、误码率、眼图等性能参数，分析讨论了单个L-WIXC节点，以及基于L-WIXC节点的线状网络和网状网络的仿真测试结果。结果表明L-WIXC具有良好的联网性能。

光轨(LT)是一种新型光通信网络结构，具有交换粒度小、带宽利用率高等优点。目前对光轨网络节点结构研究很少，尤其缺乏光轨节点性能仿真和实验研究。鉴于此，设计了一种支持4波长双向通信的光轨网络节点结构；搭建了光轨通信系统仿真平台，对单个光轨节点的光功率损耗，以及联网条件下数据波长的误码率和眼图进行了仿真测试。仿真测试结果显示，单个光轨节点的光功率损耗约16 dB，未配置光放大器时，适用于节点间距小于20 km的光轨网络；配置单个半导体光放大器后，可将节点间距增加5 km。针对节点间距15 km和20 km，系统误码率分别降低了105和102，眼图质量明显改善。该光轨节点具有结构简单、成本低、损耗低的优点，能够满足城域/接入光通信网络的传输要求。

综合考虑了突发包所经历跳数和突发包的长度等因素，文章给出了一种新型的支持服务质量(QoS)的光突发交换(OBS)数据信道调度协议——考虑跳数的改进型JET模式下的优先级抢占(H-PPJET)协议。文章在OBS网络环境中对H-PPJET协议进行了仿真,并与JET模式下的优先级抢占(PPJET)协议进行了对比，仿真结果表明,H-PPJET协议改善了网络的吞吐量和丢包率性能。

The architecture of and the corresponding control algorithm for a devised optical cross-connect, limitedrange wavelength converision wavelength interchangeable cross-connect (L-WIXC), are presented. The performances of L-WIXC including blocking probability, switching time, and throughput are simulated. Cost comparison with wavelength selective cross-connect (WSXC) and WIXC is calculated. Key optical parameters, such as crosstalk, eye diagram, bit error rate, and linear Q factor, are measured and discussed.