研究对象是偏移正交幅度调制的相干光正交频分复用通信（CO-OFDM-OQAM）系统的信道估计方法。为了减少训练序列所占用的频谱资源，进一步提升频谱效率，为偏振复用CO-OFDM-OQAM系统提出了一种新的频域信道估计方法。该方法利用偏振复用系统的解调原理和固有虚部干扰系数的对称性规律设计全负载型实值导频方案，结合插值法，将每个偏振态上训练序列需要占用的频域符号个数降低为4。此外，该方法的另一个优势是具有更好的功率峰均比。搭建了偏振复用CO-OFDM-OQAM系统的数值仿真平台，在背靠背（BtB）、100 km和200 km光纤传输3种场景下对所提方法的频谱效率、功率峰均比和信道估计性能进行了验证。获得的结果证实所提方法能够提高频谱效率，而且功率峰均比更加优良。

针对基于交错正交幅度调制的相干光滤波器组多载波(CO-FBMC-OQAM)通信系统的信道均衡问题, 提出了一种基于人工神经网络(CD-net)的信道均衡方法。CD-net融合了卷积神经网络和深度神经网络的优点, 能够完成CO-FBMC-OQAM通信系统的信道均衡任务。在CD-net中, 卷积神经网络模块首先对接收端畸变信号进行特征提取, 再由深度神经网络模块完成信号解调和信道均衡, 并恢复出原始信息。数值仿真结果表明: 与传统信道均衡方法相比, CD-net方法在误码率性能方面具有更大的优势, 能够较好地解决CO-FBMC-OQAM系统的信道失真问题。

为了实现近红外波段的高灵敏度传感,设计并研究了一种基于表面等离子体共振的光子晶体光纤(Surface Plasmon Resonance Photonic Crystal Fiber,SPR--PCF)折射率传感器。该光纤横截面的空气孔排列方式是圆形晶格,呈现出向日葵形状。光纤包层的外壁淀积了氧化锡铟(Indium Tin Oxide,ITO)纳米薄膜,通过圆形光子晶格的缺陷模与表面等离子体模的耦合感知周围环境折射率的变化。利用有限元数值仿真对这种传感器的光学性质和传感性能进行了详细研究。结果表明,该传感器同时具有较大的折射率感知范围和较高的灵敏度;折射率测量范围可达1.29～1.39,最大波长灵敏度为19659 nm/RIU,折射率测量精度为2.92×10-5 RIU。

针对交错正交幅度调制的相干光滤波器组多载波通信系统,提出了一种新型联合估计算法。该算法通过对训练序列进行特殊的设计,同时完成了时间同步与信道估计任务,有效地提高了频谱效率。首先,根据相干光滤波器组多载波系统模型,仔细推导了时域波形的共轭对称性条件。在此基础上,提出了一种时间同步方法,该方法将伪随机序列与共轭对称性结合,提高了时间同步的准确性。然后,利用双相关导频原理进行信道估计,该方法既能规避固有虚部干扰的影响,同时又能保持时域波形的共轭对称性。最后,通过搭建数值仿真平台,研究了该系统的传输性能,仿真结果表明该算法可以有效地完成对时间同步和信道响应的联合估计任务。

针对激光器频偏较大的场景,研究了相干光滤波器组多载波通信(CO-FBMC/OQAM)系统的一种整数频偏估计与补偿方法。对以前的分数频偏研究工作进行了扩展,设计了一种混合型的训练序列结构。利用这种训练序列,不仅能完成分数频偏的估计,也能够实现对整数频偏的准确估计。利用数值仿真研究了该方法在CO-FBMC/OQAM系统中的有效性,结果表明该算法的准确频偏估计范围可以达到12倍子载波频率间隔,经过频偏补偿后的系统误码率可以低于前向纠错(FEC)极限。所提方法能够为CO-FBMC/OQAM系统的研究和应用提供有益的参考。

采用水热法和热处理技术制备了不同掺杂比例的Zn1-xCuxAl2O4(x=0,0.05,0.10,0.15,0.20)纳米颗粒, 通过X射线衍射(XRD)、场发射透射电子显微镜(FETEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)、光致发光光谱(PL)和紫外可见光谱(UV-Vis)对样品的晶体结构、形貌、元素分布、结合能和光学性能进行表征, 并通过第一性原理计算得到了ZnAl2O4结构中存在的各种缺陷的能带结构。实验结果表明本方法制备的Zn1-xCuxAl2O4纳米颗粒为尖晶石结构, XPS能谱说明Zn0.9Cu0.10Al2O4样品中Cu2+全部占据了四面体位置, PL光谱显示Cu2+掺杂的样品出现了猝灭现象, 紫外光谱表明Cu2+掺杂后样品出现了新的吸收峰。并结合第一性原理计算对样品的光学性质给出了合理解释。

利用平面波展开法, 发现双原子正方晶格光子晶体中ΓM方向边界面存在着快慢两类边界模式, 并且通过计算色散关系和电场分布研究了边界参量对这两类边界模式传输特性的影响.依据两种模式的色散关系, 计算了群指数和群速度色散参量, 结果表明边界参量的变化对第一类边界模式传输特性的影响较小, 该模式的平均群指数始终维持在5.0左右; 第二类边界模式与第一类模式明显不同, 边界参量的变化能够有效地影响到这种模式的传输特性, 该模式的最大平均群指数可达178左右.利用时域有限差分法记录了不同时刻电场强度在边界附近的分布及监测点处的电场幅度变化情况, 结果表明, 两类模式都能够被限制在边界附近并向前传播, 时域有限差分法得到的群速度与平面波展开法的结果完全吻合.

采用了二加一的结构，提出了一种基于三并联集成马赫曾德尔调制器（MZM）、可应用于毫米波光载无线通信（RoF）系统的新型高质量八倍频光载毫米波信号生成方案。该方案通过利用两个子马赫曾德尔调制器（sub-MZMs）间射频(RF)驱动信号的电相位差为90\O来很好地消除两种冗余边带，再使用第三个子马赫曾德尔调制器（sub-MZM）的偏压调整来获取最佳信号。仿真结果表明在不采用任何光或电滤波器的情况下，常规消光比（30 dB）时，射频杂散抑制比（RFSSR）可以达到38.3315 dB。而在理想消光比（100 dB）时，光边带抑制比（OSSR）最高可达61.22878 dB。该方案在理想和常规消光比下均能得到高质量的毫米波信号。

采用推广的LLP方法研究了ZnSe/ZnS抛物量子阱中激子的极化子效应。考虑电子和空穴与LO声子的相互作用，得到了激子基态能量和结合能随阱宽的变化关系。结果表明，阱宽较小时，能量随着阱宽的增大而急剧减小；阱宽较大时，能量减小的比较缓慢。和我们以前的工作对比，我们发现ZnSe/ZnS抛物量子阱对激子的束缚强于GaAs/Ga1-xAlxAs抛物量子阱。

用密度泛函理论(DFT)中的杂化密度泛函B3LYP方法, 在6-31G(d)的水平上对Si6N2团簇的可能结构进行了几何结构优化和电子结构计算, 得到了16个可能的异构体. Si6N2团簇的最稳定结构是有4个Si-N键和4个Si-Si键的三维结构.自然键轨道方法分析成键性质的结果表明,Si-N键中Si原子向N原子有较大的电荷转移,因此Si-N原子间有较强的电相互作用;最强的IR和Raman谱峰分别位于1359.14 cm-1和1366.29 cm-1处;并计算了Si6N2团簇的最稳定结构的极化率和超极化率.