光子在制备、传播和探测的过程中产生的损失极大地限制了玻色采样的量子计算优越性。为研究光学网络中光子损失对玻色采样结果的影响，基于Clements模型，通过马尔可夫链蒙特卡罗（MCMC）方法实现了4光子8模式的玻色采样模拟，并通过贝叶斯检验方法，对模拟获取的玻色采样结果和光子源处产生光子损失的玻色采样进行了区分。模拟结果表明，基于引入光子损失的光学网络，利用MCMC方法获取的采样结果均能有效通过贝叶斯检验。当MCMC采样样本之间的跳跃样本数增大，通过检验所需的样本数均逐渐减少并趋于稳定。而随着光学网络规模的增大，MCMC方法需要更大的跳跃样本数以达到快速通过贝叶斯检验的需求。通过MCMC方法成功模拟了光学网络中发生光子损失的玻色采样过程，为考虑误差的玻色采样研究提供了参考。

为进一步优化压电声学超材料分流电路设计，提出了一种基于零极点配置的主动控制电路，总结出零极点配置的一般规律，直接通过调节零点和极点设计相关传递函数，并利用微控制器加以实现。由于数字控制器能够利用计算机进行远程控制，因此可以更灵活地调节超材料带隙。该方法降低了模拟电路的复杂度，摆脱了模拟电路需要手动调整参数的限制，为超材料的智能控制提供了新的思路，更便于实际应用。实验结果表明，压电超材料在低频模态范围内均有超过14 dB的衰减，由此证明了结构所用主动控制电路的有效性。

玻色采样可有效模拟量子效应下的采样问题,为验证量子计算的指数级加速能力提供了新思路。现实中大规模光子的不可分辨性难以制备,这极大地限制了玻色采样的计算复杂度优势。为了研究光子全同度及光子损失概率对玻色采样概率分布的影响,基于Reck模型,对6光子10模式的玻色采样过程进行了仿真。实验结果表明,光子间的全同度越低、光子损失概率越大,输出组合概率与理想情况的误差就越大,且误差的变化速度越小;当非全同光子的数目由0变为1时,玻色采样输出组合概率的误差变化幅度最大;随着非全同光子数目的增加,玻色采样输出组合的精度逐渐降低,但降低的速度减小。研究结果显示,基于Reck模型的玻色采样对光子间的全同度、非全同光子的数量以及光学网络中的光子损失十分敏感。

阐述了干涉型光纤传感器外差解调的基本原理，研究了光强扰动对外差微分交叉相乘(DCM)及外差反正切(Arctangent)解调方法的影响，进行了理论分析和数值模拟。理论分析表明，外差-DCM解调方法与外差-Arctangent方法都可以有效抑制光强扰动。但是对于较大幅度的光强扰动，由于受限于低通滤波器的性能，这两种解调方法并不能完全消除噪声。同时，相比于传统的相位载波(PGC)-Arctangent方法，外差-Arctangent方法不用考虑相位调制深度C值漂移的影响，在光强扰动抑制方面具有更大的优势。数值模拟验证了理论分析的正确性。搭建了外差实验系统并进行了实验分析，实验结果表明，外差-Arctangent算法与外差-DCM方法均能抑制包括光强扰动在内的系统噪声。

提出了一种基于双脉冲外差解调的分布式光纤传感系统。从理论上分析了系统的传感原理及信号解调方法。根据系统结构及原理, 搭建了双脉冲外差分布式光纤传感实验系统, 并进行了初步的实验研究。实验结果表明, 在传感距离为300m的情况下可以将末端施加的干扰信号解调出来。

研究了偏振分集技术消除干涉型光纤传感器中偏振衰落问题的基本原理及实现方法。理论分析表明，偏振二分集可大大缓解偏振衰落。搭建光纤传感系统对偏振二分集技术进行了实验验证，实验中单路最小可视度接近0，而偏振二分集得到的最小可视度为0.4。实验结果表明系统采用的相位载波调制解调技术实现了信号的稳定检测。

为了研究激光脉冲波形对其在液体中致声特性的影响，基于激光致声的热膨胀机制机理，采用理论推导和数值仿真的方法，对三角波形激光脉冲激发声波的特性进行了分析。首先阐述了激光与液体媒质通过热膨胀机制作用激发平面光声源的理论；推导了激光脉冲为三角波形时在约束边界和自由边界下产生声脉冲的解析解，并通过仿真得到了声脉冲剖面；然后通过模拟得到了不同边界下激发光声脉冲的波形；最后分别推导了约束边界和自由边界下的光声转换效率，分析了转换效率的影响因素，并对不同边界下的转换效率进行了求解和对比。结果表明，该研究对激光致声技术的工程应用具有理论指导意义。

提出了一种光纤干涉仪动态相移测量的新方法。该方法无需对光源进行调制, 直接利用干涉信号的直流量和一次谐波分量, 通过构造匹配函数的方法求解动态相移, 实现了无源零差检测, 而且具有信号解调简单、工作频带宽等特点。为了验证该方法的有效性, 搭建了一个全保偏Mach-Zehnder光纤干涉仪系统, 对压电陶瓷(PZT)产生的模拟动态相移进行求解。结果表明, 求解得到的动态相移幅度与加载在PZT上的电压具有很好的线性关系, 这与PZT的低频小信号特性一致。最后将该方法用于干涉型光纤水听器声压相位灵敏度频响的测量, 实验结果与采用相位载波调制解调方法获得的结果基本吻合。

报道了声低通滤波光纤水听器的抗混叠实验结果。声低通滤波光纤水听器是为解决高频混叠问题而提出的一种新型光纤水听器。理论分析和实验研究已经表明, 该类光纤水听器的声压灵敏度频响具有较好的低通滤波特性, 对高频声信号有很强的抑制作用。通过设计对比实验, 研究了高频干扰对普通光纤水听器系统信号解调的影响, 以及声低通滤波光纤水听器的抗混叠性能。结果表明, 当强高频干扰使得普通光纤水听器系统无法进行正确的信号解调时, 声低通滤波光纤水听器的信号解调系统仍然能够正常工作, 解调得到的声信号与没有干扰时的结果一致性非常好, 相关系数在0.99以上。

理论和实验研究了液体粘滞系数对声低通滤波光纤水听器声压灵敏度频响特性的影响。为了更好地描述声低通滤波光纤水听器的声学特性, 在已建立的低频集中参量模型中, 引入了一个用于描述系统机械损耗的参量, 即机械声阻, 从而得到了改进后的声压传递函数表达式。仿真结果表明, 粘滞系数主要影响共振频率附近的响应, 随着粘滞系数的增加, 共振频率基本不变, 共振峰值迅速下降。利用蓖麻油粘滞系数随温度变化较大的特性, 在充油驻波罐中测试了不同温度下声低通滤波光纤水听器的声压灵敏度频响, 结果与仿真曲线基本吻合, 较好地验证了理论分析的正确性。