水下无线光通信（UWOC）系统可以实现最高Gbit/s量级的信号传输速率，对于现代水下应用具有重要意义。文章简述了UWOC系统的发展过程，对不同种类的UWOC系统进行了比较，对高速UWOC系统的研究现状进行了综述，从高速UWOC系统的光源、接收机以及信号处理3个部分进行了总结与讨论。希望文章可以为未来高速UWOC系统的研究与发展带来帮助。

为探测中层大气风场信息，研制了一台具有热补偿特性的大集光率（AΩ）、高信噪比（Signal-to-Noise Ratio, SNR）的地基多普勒非对称空间外差（Doppler Asymmetric Spatial Heterodyne, DASH）干涉仪。针对557.7 nm的氧原子气辉谱线，制定了DASH干涉仪的详细参数和指标。系统采用扩视场和消热差设计，半视场角达到2.815°，集光率为0.09525 cm²sr，系统信噪比在113.75左右，经过热补偿设计后，最终光程差随温度变化(dΔd₀/dT)的数值仅为2.224×10⁻⁷ mm/°C。根据相应参数设计优化了光学系统，前置光学系统和探测器光学系统分别采用像方远心和双远心结构，各项指标均满足探测要求。为验证设计结果，搭建了地基DASH干涉仪实验平台，进行室内以及地基室外实验，最终得到了明显的干涉条纹。上述结果证明DASH干涉仪的系统设计是合理的，系统的信噪比和集光率满足检测要求。

为了加快基于深度学习的轨道角动量光束识别模型的训练速度，提出使用迁移学习的方式识别轨道角动量光束，并利用次谐波法生成大气湍流相位屏仿真大气湍流，以空间光调制器加载相位屏的方式搭建模拟湍流环境，基于迁移学习的轨道角动量光束识别系统在弱湍流和中湍流环境下均获得了90%以上的识别率。并与传统深度学习方式在模型训练速度、识别率等方面进行性能对比，证明了在弱、中湍流环境中，基于迁移学习的轨道角动量光束识别方法在保持较高识别率的前提下可以减少训练时间。

大气湍流对无线光通信系统的影响不可忽视，为了更准确地反映实验室模拟多输入、多输出(MIMO)大气湍流信道的实际特征，提出了一种利用相位屏来模拟MIMO大气湍流信道的方法，并针对基于液晶空间光调制器（LC-SLM）的液晶调制法展开研究，通过实验验证该方法的可行性。实验结果表明：通过相位屏模拟MIMO大气湍流信道的激光光斑发生不同程度的畸变，湍流环境下两路激光发射系统比单路发射激光系统功率稳定性好，在前向纠错误差极限（3.8×10⁻³）下，单个发射单个接收系统的链路代价为10.5 dB，2个发射2个接收的MIMO系统的链路代价为9.3 dB。该项研究对于实验室模拟MIMO大气湍流信道实验方法提供一种新思路。