提出一种具有同心圆形应力区的熊猫型保偏少模光纤结构，该结构可以稳定支持10个传输模式。通过引入低折射率应力区，高阶模式之间的有效折射率差提升了近一个数量级，相邻模式之间的最小有效折射率差在1550 nm处达到2×10^-4，在C波段不低于1.8×10^-4。模式色散不高于|-55.0219| ps/（nm·km），最大弯曲损耗在10^-7 dB/m量级（弯曲半径≥9.5 cm）。该研究成果为短距离大容量的光纤设计提供了思路。

提出了一种基于底部反射增强的GaAs纳米线径向p-i-n结阵列的太阳能电池,利用有限差分时域法和有限元方法对其光谱吸收和光伏性能进行了研究。结果表明,将聚合物和衬底之间的SiO₂替换为低折射率的MgF₂介质层,不仅显著降低了衬底的吸收损耗,还显著提高了纳米线阵列在整个波长范围内对光的吸收率。此外,通过优化i区厚度和纳米线长度,可将太阳能电池的光电转换效率提升至13.9%。该研究为实现低成本、高性能的纳米太阳能电池提供了一条可行途径。

针对自发布里渊散射信号微弱、系统信噪比低、导致系统传输距离短的问题,提出了一种基于提升小波阈值联合累加平均降噪的方案,增大了系统的测量距离。理论分析了自发布里渊散射信号特征,选择了合适的小波基、分解层数、阈值规则和阈值函数。搭建了实验平台,对所提方案的有效性进行了验证,并与仅累加平均降噪的结果和累加平均联合传统小波阈值降噪的结果进行了对比。结果表明,相比仅累加平均降噪法,本文提出的累加平均联合提升小波阈值降噪法将传感距离由16.62 km提升到了39.45 km,而处理时间仅增加了2.22 s,基本满足测量的实时性要求;与累加平均联合传统小波阈值降噪方法相比,本文算法将传感距离提升了0.63 km,且处理时间减少了0.69 s。因此,本文提出的方案更适用于长距离BOTDR系统。

提出了一种基于直接序列扩频的可见光通信系统，扩频通信的方法以香农信息论作为理论基础，对可见光通信系统中扩频通信理论进行了分析，理论分析结果表明扩频通信方法可以缓解可见光通信系统的多径损耗，并且提高可见光通信系统安全性。对基于直接序列扩频的可见光通信系统进行了仿真，仿真结果表明系统性能相比直接检测系统有一定提高，扩频通信技术对提高可见光通信系统可靠性具有实际的意义。

提出了一种新型的用于大气激光通信的6偏振键控调制方式，理论分析和仿真结果表明,光信号的偏振态和偏振度在不同大气信道模型中经过长距离传输后保持不变，因此在大气激光通信中可以采用偏振键控的调制方式。多级调制方式可以提高系统频谱效率，利用光信号的6种偏振态来传输信息将大大提高系统的带宽效率，6偏振键控调制是适合大气激光通信系统传输速率和带宽效率的一种具有吸引力的调制方式。

研究了偏振切换正交相移键控(PS-QPSK)和双偏振正交相移键控(DP-QPSK)信号的产生原理，理论分析了PS-QPSK信号的性能优势。针对偏振切换归零正交相移键控(PS-RZ-QPSK)信号，提出了一种新的调制方案，方案在保持PS-RZ-QPSK信号优势的同时减少了发送端使用的马赫曾德尔调制器(MZM)的数量，大大降低了发射机成本。通过仿真结果分析得出在相同比特率(84 Gb/s)和相同波特率(28 GBd)条件下，PS-RZ-QPSK比双偏振归零正交相移键控(DP-RZ-QPSK)信号具有更好的传输性能，验证了该方案的可行性。

主要研究在波长间隔50 GHz的密集波分复用系统中，112 Gbit/s偏分复用差分四相移键控信号在不同速率的相邻信道影响下经过长距离传输后的非线性容忍度。实验结果表明，112 Gbit/s信号结合43 Gbit/s信号或者10 Gbit/s信号传输时系统得到较好的非线性容忍度，验证了在严重的非线性效应存在的情况下同步传输系统的可行性。

主要研究了利用接收机侧的电域均衡进行色散补偿的问题。相比其他均衡技术，最大似然序列估计(MLSE)均衡能够更好地减少由群速度色散、偏振模色散、光纤非线性等引起的功率代价。在40 Gb/s偏分复用归零差分四相移相键控(RZ-DQPSK)系统中，研究了基于传统MLSE均衡结合前馈式均衡(FFE)的新型均衡技术。实验结果表明，结合FFE的MLSE均衡有更高的色散容忍度，在没有任何光域补偿的条件下传输超过280 km依然可以保证误码率低于10-3。

偏振控制器(PC)是光纤通信系统中非常重要的一个元器件，响应时间及稳定性是决定其性能好坏的主要因素。在理论分析电控PC内部结构和控制原理的基础上，设计了基于数字信号处理(DSP)的PC控制电路并进行了实验验证。分别给电控PC加一路电压和三路电压测试PC的控制性能，得到了与理论分析结果一致的偏振态(SOP)输出；给PC加不同幅度的电压，在一定电压范围内所加信号电压与响应时间成线性关系，由此可根据所加电压计算出PC的响应时间。结果表明，与用电脑控制相比，采用DSP控制电路，响应速度更快，占用空间小并且易于集成，更利于实用化。

可重构光分插复用(ROADM)设备可以通过软件实现远程节点上、下路和直通波长的配置。文章首先介绍了ROADM设备结构的演进过程,然后通过比较基于波长选择开关(WSS)的结构的ROADM设备，采用不同逻辑实现方式获得了不同特性，最后探讨了WSS的实现技术。