利用矩阵分析法, 针对两个相同光栅构成的光纤布拉格光栅法布里-珀罗(F-P)腔滤波器进行理论分析。数值模拟分析了光栅长度变化对光栅以及F-P腔滤波器反射特性的影响, 指出光栅长度增加对反射特性影响的优缺点, 分析利用常用切趾函数对光栅进行切趾, 减小由于光栅长度增加导致反射谱的的旁瓣增大, 对组成的F-P腔滤波器的反射特性的优化, 得到了光栅切趾对F-P腔滤波器的反射特性的影响规律。对于在实际应用中制作出性能优良的光纤布拉格光栅F-P腔滤波器有一定的参考价值。

在设计红外火焰探测器的过程中，人工光源常常会引起探测器的误报。为有效区分人工光源与火焰信号，本文首先对采集的 1种人工光源以及 3种火焰信号进行分析，将采集的信号进行小波包 4层分解，得到信号的能量谱。通过分析发现选取第 2,3,4,7频段的能量值能够将这 4种信号有效区分。为进一步验证实验结果，本文将双通道两路信号的第 2,3,4,7频段的 8个能量值作为一组特征向量，与 BP神经网络结合进行模式识别。结果表明，通过这样的方法不仅可以区分火焰和人工光源，同时可以对 3种火焰进行识别，其识别的正确率为 84.1%。因此，基于小波包能量分析的方法提取这 8个能量值作为特征值具有一定的可行性，能有效减少人工光源引起的误报，同时为火焰种类的识别以及以后的灭火自动化提供了新的可能性。

解释了利用法布里-珀罗(F-P)腔实现全光时钟恢复的原理。根据啁啾光栅(CFBG)的反射特性，从理论上分析了先利用CFBG对信号进行滤波再利用F-P腔进行时钟恢复在波长选择方面的优点，即将不需要恢复时钟的波长处的信号事先通过CFBG过滤掉。由于CFBG反射谱的顶端不平坦使得进入F-P腔的信号也不平坦，近而导致时钟恢复的效果不理想，故需利用切趾技术消除CFBG的反射谱顶端的不平坦，以获得更好的恢复效果。

针对红外型气体传感器测量精度受环境温度影响较大的问题, 提出一种基于嵌入自适应列维变异的动态拓扑免疫粒子群-最小二乘支持向量机（DLIPSO-LSSVM）温度补偿算法。DLIPSO算法在粒子群优化过程中采用动态拓扑Dbest机制以更好地适应粒子群进化过程；为确保粒子多样性, 平衡局部搜索与全局搜索, 算法嵌入自适应列维变异对粒子进行变异。利用基准测试函数对DLIPSO算法进行性能对比评价, 仿真结果表明算法具有较强的全局搜索能力、精度高且稳定性较好。利用DLIPSO算法对LS-SVM的参数进行优化, 将混合算法用于实际红外气体传感器的温度补偿, 实验数值结果表明算法可将补偿结果的相对误差控制在5%范围内。

根据半导体光放大器(SOA)载流子速率方程和光波在SOA内的传输方程，采用分段的方法计算出光波功率和相位与载流子浓度的关系公式。在泵浦光输入功率分别为5mW和15mW情况下通过仿真得到泵浦光输出波形和归一化转换光波形，其中归一化转换光的波形变化可间接体现不同泵浦光输入功率对SOA内载流子浓度的影响。分析了泵浦光波长和SOA注入电流对探测光的归一化输出、相位和频率啁啾产生的影响。结果表明，随着泵浦光波长的增加，探测光的三种光波特性曲线逐渐趋于平缓。注入电流将会直接影响到SOA的载流子浓度，以此对探测光的输出产生影响，注入电流越大，探测光的频率漂移越远。

为了对半导体光放大器(SOA)进行动态模拟，从超快非线性效应的传输方程和载流子速率方程出发，分别研究了载流子浓度脉动(CDP)、载流子加热(CH)、光谱烧孔(SHB)效应对SOA 输出增益和相位的影响，并改变输入脉冲峰值功率和SOA 的弛豫时间模拟CH 增益曲线的变化情况。结果表明，在超快恢复过程中，载流子加热效应对增益饱和的贡献较大，SHB 效应贡献的较少，CDP 效应则产生缓慢恢复过程。CDP 效应是产生非线性相移的最主要原因，SHB 效应对探测光相移的贡献可以忽略不计，CH 效应可以产生约0.8 rad 的相移贡献。CH 效应的强度大小可以影响增益饱和以及相位变化的程度，但不能够缩短超快恢复过程的时间。输入脉冲的能量能够改变CH 增益的饱和程度，随着弛豫时间的缩短，CH 效应的峰值时间和SOA 增益超快恢复时间都逐渐减小。

基于耦合非线性薛定谔(NLS)方程组, 利用分步傅里叶法(SSFM), 研究了二阶色散长度与线性耦合系数的乘积LDκ、三阶色散长度与线性耦合系数的乘积L′Dκ以及模间色散(IMD)对双芯非线性光纤定向耦合器开关特性的影响。研究表明, 在光纤正常色散区, 当入射功率大于阈值功率时, 从波导1到波导2有明显的能量转移, 耦合器的开关性能差;而在光纤反常色散区, 当LDκ<1时, 非线性定向耦合器(NLDC)能够表现出良好的开关特性。且阈值功率随着LDκ的增大而减小。当|IMD|≤0.01, IMD对NLDC开关特性的影响可以忽略。当|IMD|=0.2, 且LDκ的值较小时, 在入射功率大于阈值功率的条件下, IMD对开关特性的影响不明显;而在入射功率小于阈值功率时, 耦合器的开关特性下降。此外, 三阶色散(TOD)效应对NLDC的影响通常可以忽略。

利用OptiSystem 软件，对高速光纤传输系统中三阶色散(TOD)导致的脉冲失真进行了仿真研究。分析了光脉冲信号通过光纤传输系统传输2000 km，不同的速率、占空比、脉冲形状和光纤类型对三阶色散的影响，同时比较了高斯脉冲和超高斯脉冲经过2000 km 传输后的品质因数，发现高斯脉冲的品质因数优于超高斯脉冲的品质因数。通过仿真分析得出：当同时考虑群速度色散(GVD)和三阶色散的时候，标准单模光纤(SSMF)和啁啾光纤布拉格光栅(CFBG)组成的高速光纤传输系统性能表现较好。

The nonlinear optical loop mirror (NOLM) is used as a saturable absorbed to reshape pulses. Experimentally, an actively mode-locked erbium-doped fiber ring laser with figure-eight structure is set up. 2 ─ 4 order harmonic pulse train with stable amplitude has been obtained when the RF modulation frequency is about 2.5 GHz.

The advantages of using nonlinear optical loop mirror (NOLM) to compress pulse with slight amplitude fluctuation and reflected energy loss are analyzed in theory. Experimentally the NOLM is placed in an actively mode-locked erbium-doped fiber ring laser to form a figure-eight actively and passively modelocked fiber laser. 12 ps mode-locked pulses centered at 1.543 μm were obtained with the modulation frequency of 2.498748700 GHz. 3.715 mW output power is achieved with 50 mW pump power.