为了充分利用光纤无线(RoF)系统中的频带资源, 提出了一种基于马赫-曾德尔调制器(MZM)的倍频因子可调谐的RoF系统, 采用波长选择、相干检测、波长重用和数字信号处理(DSP)等技术, 实现了RoF系统上下行链路不同倍频因子信号的输出。仿真结果表明: RoF系统传输16进制正交幅度调制(16QAM)信号时, 上下行链路均可实现多倍频因子可选, 下行链路传输、上行链路传输的最小矢量误差范围分别为5.5%～7%、6.4%～8.6%。

利用混沌激光实现一定浓度脂肪乳液中异质物大小和位置的光学检测,实验采用混沌激光作为光源,并将光信号分为两路,一路信号用于探测脂肪乳液中的异质物信息,另外一路直接经过光电探测器作为参考信号,将两路光信号由光电探测器接收,通过信号处理系统进行互相关,分析混沌激光的互相关峰值信息,可得到异质物的大小和位置信息; 通过混沌激光实现异质物信息分析的理论模型,建立混沌相关信号峰值信息与异质物大小和位置之间的关系,并且通过实验验证。结果表明：采用混沌互相关法可以对异质物大小和位置坐标进行探测。

利用混沌激光互相关峰值实验实现了脂肪乳液内部异质物的检测。在脂肪乳液内放置异质物,以自相关函数具有delta函数特征的混沌激光作为光源,将混沌激光分成两路,一路入射到带有异质物的脂肪乳液内,通过脂肪乳液后经光电探测器接收、输出后作为探测信号;另一路经光电探测器输出,作为参考信号。将混沌激光参考信号与经过脂肪乳液的混沌激光进行互相关,混沌激光的互相关峰值反映了脂肪乳液及其内部异质物的光学信息。结果表明,混沌激光相关检测法具有很强的抗干扰性。

实验研究了混沌激光通过脂肪乳液的时间点扩展函数(TPSF)的特性。采用混沌光作为光源，利用混沌信号的相关函数具有delta函数特性的特点，将探测到的信号与原始信号作互相关运算，提取出测量系统的TPSF。实验中通过增加脂肪乳液的浓度,使其散射系数增大，保持吸收系数不变,得到混沌光穿过不同浓度脂肪乳液的TPSF,从获得的TPSF中提取出差分路径长度因子(DPF)，定性地分析脂肪乳液的光学特性。实验结果表明，随着脂肪乳液浓度的不断增大，两路信号的相关度不断减小，DPF与脂肪乳液的散射系数呈正相关。

基于简化的光纤激光器模型,采用分步傅里叶方法,数值研究亮暗孤子对在光纤激光器中的传输特性。研究结果表明,在光纤激光器中,亮暗孤子对是否稳定存在与群速度色散有关,亮暗孤子对在零色散区可以保持波形不变的稳定传输。同时亮暗孤子对受光纤激光器的小信号增益系数、饱和能量、初始脉宽、偏振角度等因素的影响。小信号增益系数越大,饱和能量越大,则亮暗孤子对的峰值强度越大,脉宽越窄。当峰值强度增加到一定程度,亮暗孤子对发生分裂。偏振控制器可以控制亮暗孤子对的输出。本研究结果可为光纤激光器中亮暗孤子对信号源的产生研究提供一定的理论依据。

基于光脉冲在掺杂光纤中的传输模型，采用分步傅里叶方法对Peregrine孤子在掺杂光纤中的产生和传输进行数值研究。基于Peregrine孤子解，讨论Peregrine孤子在掺杂光纤中的产生和传输；提取Peregrine孤子的峰值脉冲，消去背景波，研究高峰值脉冲的传输特性。结果表明，Peregrine孤子在掺杂光纤中传输时，会激发产生一个在时间和空间上都局域化的高峰值单脉冲，随后迅速分裂产生多个子脉冲；小信号增益越大，饱和能量越高，脉冲峰值强度越强，脉宽越小，激发产生的子脉冲空间间隔也不断减小；消去高峰值脉冲的背景波后，脉冲在掺杂光纤中可以稳定传输，脉宽呈呼吸式周期变化，脉冲强度呈周期性振荡，且脉冲强度的平均值不断增加。

数值模拟了半导体环形激光器（SRLs）的同步. 在频率失谐为-20 GHz，注入系数大于2.5 时，两种方案(闭环、开环)的SRLs 均可以获得互相关系数大于0.95 以上的同步.讨论了在不同的注入系数下同步对频率失谐的稳健性,结果表明开环同步对频率失谐的稳健性更好。研究了SRLs 内部参数的变化对同步的影响,通过适当调节SRLs 内部参数的数值可使两种结构的同步质量都得到优化。闭环同步的互相关系数从0.96 提高到0.99(开环同步互相关系数从0.95提高到0.97)。最后讨论了在闭环结构中偏置电流和反馈延迟时间失谐对同步的影响。

数值模拟了高的偏置电流下半导体环形激光器的动态特性，给出了不同反馈系数、偏置电流以及延迟时间下的混沌分叉图。详细的过程状态表明在不同参数下半导体环形激光器进入混沌的路径不同。结果发现半导体环形激光器在高的电流驱动下产生混沌信号具有高带宽的特点。并研究了不同的参数对混沌带宽的影响，发现在反馈系数为0.5时，混沌带宽可以达到18 GHz。

提出了一种基于掺铒光纤放大自发辐射(ASE)光源实现波分复用无源光网络(WDM-PON)故障检测的技术。WDM-PON因其具有节点密、支路多的结构特点导致光纤链路中故障检测困难，该技术利用双程后向结构掺铒光纤ASE光源光谱的宽带特性和具有delta相关特性的时域输出，结合相关法实现分辨率为厘米量级的WDM-PON光纤链路故障点定位。以8通道WDM-PON为例进行检测，结果表明该方法能够精确定位光网络中断点及松动接头的位置，并实现多故障反射事件检测。实验中获得动态范围为23 dB，分辨率达到4 cm，测量精度与测量距离无关。基于ASE光源的宽带特性，该技术至少可完成对32路的WDM-PON故障检测。

以描述光波在非均匀梯度折射率波导中传输的变系数非线性薛定谔方程为模型，讨论亮、暗自相似光波在不同波导系统中的形成和管理。根据该方程的光学自相似解，分别研究自相似光波在克尔非线性平面波导、均匀的梯度折射率平面波导、周期分布的梯度折射率波导和双曲分布的梯度折射率波导中的演化。结果表明，自相似光波的形成与波导系统的线性折射率分布和非线性折射率分布有关。在均匀系统和双曲分布的系统中，都可实现对自相似光波的压缩和放大，但在双曲分布系统中，自相似光波的传输距离会受到更大的限制。在周期振荡系统中，则可形成周期振荡且稳定传输的自相似光波。