为了能更加灵活方便地实现高精度的时频信号传递, 以空间链路代替光纤进行时频传递, 阐述了自由空间光频梳频率传递基本原理, 实验通过102 m的自由空间链路, 将锁定至铷原子钟上的飞秒光频梳发送到远端, 采用高速探测器直接探测, 通过高精度频率计数器采集光频梳重复频率数据。实验结果表明: 该系统最终实现接收端100 MHz重复频率信号在30 min内抖动范围为3.5 mHz, 重复频率稳定度为4.26×10-12/s、4.81×10-13/100 s。

针对辐照环境下光纤放大器输出性能的退化问题, 对光纤放大器进行了辐照损伤后的光致退火实验研究。首先, 介绍了辐射对光纤放大器的影响, 在总辐照剂量约为280 krad时进行了辐照实验, 获知辐射会引起输出功率、光信噪比分别下降7 dB、18 dB；然后, 根据光致退火机理, 进行了光纤放大器光致退火实验。实验结果表明: 光致退火降低了光纤放大器的辐致损耗, 与退火之前相比, 放大器的输出功率恢复了5.2 dB,输出OSNR恢复了13 dB。

针对信道数变化等原因造成的剩余信道输出增益漂移现象, 研究了一种竞争型全光增益控制放大器, 可以实现对宽输入功率范围信号的增益控制。对光功率在-40～5 dBm范围内的输入光, 将增益漂移量由22.0 dB降低至0.4 dB。在多信道情况下, 将信道数变化和信道功率变化引起的增益漂移量分别降低至0.23和0.10 dB。该放大器的工作范围与控制幅度都要优于传统的全光增益方法, 对于控制剩余信道输出增益稳定具有重要参考价值。

为了将光频梳锁定至原子钟以实现光频梳的高精度稳定, 提出了一种集成化重复频率锁定系统方案。利用光纤环路光学-微波鉴相器(FLOM-PD)进行光波和微波之间的直接鉴频鉴相。同时, 开发了精密反馈控制模块, 阐述了其基本原理, 搭建了锁定系统, 通过高精度频率计采集锁定后激光器脉冲重复频率数据。实验结果表明: 该方案锁定后频率短期稳定度和长期稳定度分别达到8.71×10-12/s、4.95×10-14/1024 s, 实现了整个系统的集成化。

针对大气湍流效应引起的接收功率起伏问题, 提出了一种基于铒离子竞争机制的光功率均衡技术。讨论了基于Gamma-Gamma分布的大气信道模型中大气湍流对自由空间光通信的影响, 对不同湍流强度下的光功率均衡效果进行仿真, 仿真结果表明: 在中等强度湍流条件下, 该技术可将接收信号光功率波动范围压缩16 dB以上。

随着拉曼光谱技术的快速发展, 尤其是便携式拉曼光谱仪的普及, 拉曼光谱在食品安全快速分析领域显得极为重要。 目前拉曼光谱用于白酒质量的定量分析还较少。 因为在不同乙醇浓度下, 乙醇水溶液微观结构不同, 所以其拉曼光谱会有区别。 提出一种绝对拉曼差谱分析新方法来定量分析这些光谱区别, 并用于定量获取乙醇的浓度。 把拉曼光谱进行强度归一化, 然后把待测样品的光谱减去纯乙醇的光谱, 再取绝对值就获得了绝对拉曼差谱。 绝对拉曼差谱的强度和浓度有很好的相关性。 利用这种关联测量了一系列瓶装白酒的乙醇含量。 测量值与白酒标识的度数吻合得非常好, 这也证明了绝对拉曼差谱的可靠性。 基于该方法, 系统地测量了西安市一系列散酒的拉曼光谱。 绝对拉曼差谱分析显示散酒的乙醇浓度普遍比其标识值偏低几度, 这也凸显了散装白酒需要加强监管。 实验证明利用绝对拉曼差谱技术可为白酒乙醇浓度测量提供一种快速检测方法。

针对离焦二元编码技术中条纹图案的高次谐波分量会引入测量误差的问题, 提出了一种通过阈值优化抖动算法生成二元图像的方法.引入参数γ动态调整阈值, 考虑图像不同像素灰度值对抖动算法的影响, 改善离焦后抖动图像条纹的正弦性.仿真和实验结果表明: 在引入参数γ=50时, 离焦后的阈值优化抖动算法条纹具有更好的正弦性; 相比传统Floyd-Steinberg抖动算法, 在条纹周期为40 pixel时, 该方法所得相位均方根误差减小0.013 7 rad, 且对模型凹陷突变区域成像更清晰, 显著提高了物体表面还原的图像质量.