提出了一种高速率、偏振复用、正交幅度调制信号的色散平坦光纤传输系统, 传输速率分别为160 Gbps和256 Gbps, 调制格式为PM-16QAM。实验研究了色散平坦光纤链路系统的传输特性, 并分别与非零色散位移光纤和标准单模光纤链路传输特性做了比较。实验结果表明, 较低输入光功率情况下, PM-16QAM信号在160 Gbps传输50 km时, 经色散平坦光纤传输后的误差矢量幅度EVM优于经非零色散位移光纤传输情况0.5%, 比特误码率BER优于非零色散位移光纤传输情况两个数量级; 色散平坦光纤链路能更好地衰减旁瓣噪声; 256 Gbps传输50 km和75 km时, 仅在色散平坦光纤链路传输后可以较好地解调出信号; 传输距离越长, 保持较好特性时输入光功率范围越小。对比160 Gbps和256 Gbps情况, 高速率PM-16QAM信号在色散平坦光纤链路的传输特性优于非零色散位移光纤和标准单模光纤链路的传输特性, 传输速率越高、传输距离越长效果越明显。

根据超短脉冲在光纤中传输所遵从的高阶非线性薛定谔方程，采用分步傅里叶方法模拟了超高斯型超短脉冲在光纤中的传输演化.在零色散区对损耗、高阶色散、高阶非线性、啁啾等因素对光脉冲传输的影响进行分析并得出了一些结论：损耗对传输脉冲的形状影响比较小基本上可以忽略，对脉冲的幅度影响比较大.一阶孤子传输一段距离后稳定时的幅度和脉宽在传输时基本不变，是进行光孤子通信的理想载体，而高阶孤子在开始传输和传输过程中的幅度和脉宽变化较大.当这些因素共同作用时，对脉冲的传输特性有较大的影响.但通过合理的选择各个影响因素的参量，能得到一个比较适于信息传输的高阶孤子脉冲.这对通过提高入射光脉冲功率使光脉冲在光纤中形成高阶孤子来提高两光中继器之间的中继距离的研究有一定的参考意义.

提出了一种新型的四排短轴渐减椭圆空气孔阵列的单模单偏振光子晶体光纤结构，并以完美匹配层为边界条件采用全矢量有限元方法研究了该光纤的各种特性及其各种参量随入射波长变化规律。研究表明，提出的光子晶体光纤结构是实现更宽带宽、色散平坦、单模单偏振运用的有效方案；在入射光波长为1.550 μm时，单模单偏振光子晶体光纤的模式双折射高达2.752×10-3，拍长为0.564 mm；x偏振模的限制损耗为0.139 dB/km，y偏振模的限制损耗是16.890 dB/km；对比x偏振模损耗情况，y偏振模可以在较短的光纤中被衰减掉，从而实现单模单偏振运用；x偏振模的数值孔径为0.415，有效模场面积为3.667 μm2, 非线性系数为28.740 (W·km)-1。入射光波长在1.347~1.691 μm的范围内，该光纤呈现出色散平坦特性，使其在超连续谱产生、脉冲传输等领域具有广阔应用前景；该光纤能够在入射光波长600 nm较宽范围内实现单模单偏振运用。

利用高分子聚合物聚乙烯醇（PVA）易成膜且机械性能优良的特点，将微米尺寸的石墨烯薄片制成大尺寸的石墨烯-PVA薄膜。分别测量了石墨烯-PVA薄膜与石墨烯片的拉曼光谱，发现二者具有同样的特征。研制了用该石墨烯-PVA薄膜作为饱和吸收体，具有环形腔结构的被动锁模掺铒光纤激光器，获得了峰值波长1532.75 nm，重复频率8.7 MHz，脉冲宽度10.29 ps的脉冲序列。

针对目前全光波长变换大多是利用半导体光放大器来实现的现状,本文提出了基于掺饵光纤放大器(EDFA)和非线性色散光纤(NDF)的全光波长变换。该方法利用抽运光和信号光同时输入NDF中时,NDF中产生的四波混频效应(FWM)能有效的产生新的光波,从而实现全光波长变换。文中首先介绍了利用OptiSystem软件成功实现了全光波长变换的仿真,接着在实验室中通过利用掺饵光纤放大器以及G655实现了全光波长变换。获得了最高-16.7dB的变换效率。实验结果表明,无论是理论模拟还是在实验室均获得了清晰明显的波长变换波形。

利用频率分辨光学门(SHG-FROG)技术研究了拉曼放大对光孤子传输特性的影响。研究表明,拉曼放大能够补偿光纤损耗,但不改变孤子脉冲的时域波形,对孤子脉冲的啁啾影响不大。当传输光纤长度小于拉曼放大有效光纤长度时,拉曼放大能够完全补偿光纤损耗; 当传输光纤长度大于拉曼放大有效光纤长度时,拉曼放大能够部分补偿光纤损耗。拉曼放大对光纤损耗的补偿能力随着抽运功率的增加而增大。光孤子脉冲对拉曼放大抽运光偏振特性不敏感。

文章用OptiSystem模拟出了利用闲频光实现的全光波长变换。通过调整半导体光放大器(SOA)注入电流、SOA腔长、泵浦光与信号波的频率差、偏振、耦合器信号衰减与泵浦衰减等参数的值，获得了12 dB的变换效率。研究发现，利用闲频光实现的全光波长变换比利用变换光实现的全光波长变换有更好的稳定性。

在以往对全光波长变换的研究中，都是利用变换光实现波长变换，而利用闲频光的全光波长变换还没有相关报道。文章通过模拟耦合器衰减对全光波长变换的影响，发现在不同的泵浦光与信号光功率条件下，调节耦合器衰减可分别实现利用变换光的全光波长变换和利用闲频光的全光波长变换。

数值研究了初始线性啁啾指数光脉冲在单模光纤反常色散区的非线性传输特性，并将这种特性与双曲正割脉冲的相关特性作了比较。脉冲振幅A=1时，负啁啾对脉冲时域宽度展宽的影响比正啁啾大；指数脉冲受啁啾影响比双曲正割脉冲更敏感。A＞1.2时，脉宽在演化过程中呈周期性衰减振荡，振荡周期和振幅随啁啾|C|(|C|≤2)的增大而增大，最后能演化成光孤子。脉冲演化成光孤子所需的最小振幅A比啁啾双曲正割脉冲的大。