为分析空间跟瞄机构光轴误差问题，建立了星上跟瞄系统模型，介绍了跟瞄系统不同坐标系间的转换形式，分析了跟瞄机构光轴的误差形式，提出了多星敏光轴标定算法，介绍了标定过程中的坐标转换过程和误差计算方法，通过仿真验证了算法的正确性，并比较了随机误差对光轴标定的影响，同时在引入星敏感器全天识别算法的情况下对双星敏标定算法的正确性进行了验证，对精确度进行了分析。经仿真，双星敏算法标定精确度可达 25”以内，比例系数 K值小于0.01，在跟瞄相机与星敏同时工作的情况下解决了跟瞄相机的在轨标定问题。

提出了一种基于复合光纤滤波器的在室温下稳定输出多波长掺铒光纤激光器, 该激光器由两个级联球状结构的马赫-增德尔干涉仪(MZI)和一个双折射光纤滤波器-Lyot滤波器组成。球状结构MZI是由光纤熔接机在一段单模光纤(SMF)放电设计而成的。Lyot双折射光纤滤波器是利用一段保偏光纤(PMF)和两个偏振控制器(PC)连接而成, 该结构可以诱导非线性偏振旋转效应和双折射光纤效应来抑制模式竞争产生多波长。Lyot滤波器和球状结构的MZI作为模式限制器件, 并且Lyot滤波器对级联球状结构MZI的透射谱进行调制, 其透射谱周期决定了复合滤波器结构的透射谱周期。在室温下, 该系统实现了边模抑制比约为40 dB的九个波长的同时激射, 且波长间隔约为0.68 nm, 与Lyot滤波器透射谱周期一致。为了验证输出波长的稳定性, 在2 h内, 每隔10 min观察输出的波长, 实验证明, 室温下中心波长输出功率的浮动小于0.67 dB。此外, 将两个球状结构MZI放置在高温炉上, 使其外界温度从30 ℃升至110 ℃时, 输出波长光谱的调谐范围可达到6.69 nm。

设计实现了一种基于SMS干涉结构的双波长掺铒光纤激光器。该激光器采用环形谐振腔,在环型腔内又包含了两个子腔,每个子腔内都包含一个作为滤波器的SMS干涉结构,通过调节可变光衰减器使其中一个子腔的损耗发生改变,进而可以使激光器在单波长与双波长两种工作模式之间自由切换。两种工作模式下的边模抑制比均大于36 dB。双波长状态下,把其中一个SMS干涉结构固定到恒温板上,当温度从30 ℃变化到190 ℃时,与该SMS干涉结构对应的激光器输出信号的中心波长从1550.3 nm变化到1556.8 nm,在此过程中,与另一SMS干涉结构对应的激光信号不受影响,中心波长也未发生改变,因此证实可以通过温度对波长间隔进行调谐。实验结果表明,这种激光器不仅具有结构简单、成本低的优点,还具有波长可开关和波长间隔可调谐的特性。

真空环境下激光焊接熔深得到显著提高，焊缝成形及气孔等缺陷得到极大改善，可以获得常规激光焊接方法难以获得的显著效果。近些年，有关真空激光焊接过程机理，低真空甚至局部负压环境激光焊接装置的研究日益完善，真空激光焊接技术在船舶、核电及压力容器等领域大厚板焊接中展现出良好的应用前景。本文首要概述环境压力变化对激光焊缝熔深，焊缝表面成形及气孔等缺陷的影响规律，从焊接过程等离子体羽辉及匙孔、熔池的动态行为特性方面总结国内外学者有关真空激光焊接机理的研究成果，并介绍了真空焊接技术在工业领域的应用情况，最后对目前已报道的研究中存在的问题进行分析并对真空焊接技术的发展前景进行展望。

针对相干光正交频分复用系统中出现的高峰值平均功率比问题, 提出用小波包变换取代传统快速傅里叶变换的相干光正交频分复用系统.仿真实验证明了具有良好正交性的小波包变换对高峰值平均功率比起到一定程度上的抑制作用, 且误码率性能优于传统的快速傅里叶变换.随着小波尺度函数及小波函数对称性的提升, 其避免信号处理过程中的相移的能力提高, 系统性能有所改善.与传统的快速傅里叶变换系统相比, 基于小波包变换的系统中, 小波基函数haar小波的互补累计分布函数为0.01时, 门限值降低约2 dB, 且在误码率为10-3的情况下, 性能优化1.5 dB.在此基础上, 将小波提升算法应用到相干光正交频分复用系统中, 得到的抑制峰均比及误码率性能与应用Mallat算法时一致, 但算法的结构复杂度降低.

针对相干光正交频分复用系统中出现的高峰值平均功率比问题，提出分数阶傅里叶变换与高峰值平均功率比抑制算法相结合的方法.计算表明：随着分数阶傅里叶变换阶数的减小，信号的峰值平均功率比逐渐降低；与抑制算法结合后可进一步降低系统的峰值平均功率比，并解决抑制算法影响系统性能的问题.从结合的兼容性、抑制高峰值平均功率比效果及改善引入抑制算法后对系统的负面影响三方面进行仿真分析，结果表明：采用选择性映射算法与分数阶傅里叶变换结合后，旋转因子同为4时，峰值平均功率比高于6.6 dB的概率较单一选择性映射算法低104；选取高峰值平均功率比抑制情况相近时，结合算法的时间复杂度比单一选择性映射算法降低了8倍；采用限幅算法与分数阶傅里叶变换结合的仿真情况也较单一限幅算法有很大提高，表明该算法结合的兼容性良好.

提出了一种基于多波长光纤激光器和色散器件级联的微波光子带通滤波器。该滤波器利用双折射光纤环镜对多波长激光器的输出信号进行整形，整形后的信号作为滤波器的抽头，实现滤波器的可重构性。将标准单模光纤（SSMF）和光纤延迟环级联作为延迟单元，实现滤波器的频率选择性。通过改变波长间隔或标准单模光纤的长度，实现滤波器的可调谐性。研究结果表明与只用SSMF作延迟单元相比，该微波光子滤波器的品质因数Q提高了182.26，3 dB带宽减小了670 MHz。

高峰均功率比(PAPR)是影响光正交频分复用(OOFDM)系统性能的主要因素。提出了用分数阶傅里叶变换(FRFT)取代传统快速傅里叶变换(FFT)的新型相干光正交频分复用(CO-OFDM)系统。重点分析了FRFT降低系统PAPR的原理，并通过光路系统中的仿真实验证明，该算法对PAPR具有明显的抑制效果，但这种抑制效果并不能无限提升，当阶数低于0.001时，其抑制效果不再发生显著变化。