针对当前大部分超快激光制造系统中存在的三维移动平台控制软件和光学显微镜软件集成化程度低而导致的操作方式繁琐等问题，设计了一种基于LabVIEW软件开发平台的集成化超快激光制造系统控制软件，以实现对超快激光制造系统的高效调控。该系统由飞秒激光器、三维移动平台、在线监测CCD、激光功率计、快门和计算机等六部分构成。设计思路是基于LabVIEW软件平台的多线程编程技术，将飞秒激光束的通断与三维移动平台的移动实现协调控制，采用CCD相机对样品进行对焦和监控加工状态，利用激光功率计对激光功率进行在线监测，并将其集成于同一界面以实现控制。实验证明，与常见超快激光制造系统相比，该系统稳定度高、操作简单、界面简洁、可扩展性强、调节效率高。

针对当前大部分超短超强激光实验中真空光路调控效率低、操作方式繁琐等缺点，设计了一种基于LabVIEW软件开发平台的集成化实验光路调节系统来实现对光路高效便捷的调控。该系统由光斑位置采集单元、光斑位置调节单元和计算机等三部分构成，其设计思路是利用激光光斑映射在CCD上的空间位置，实现光路指向定位的反馈，根据反馈信息设计人机交互界面实现光路指向的调控。该系统成功实现多线程并行运行，并将不同型号不同通讯方式的多个位移台控制器集成于同一界面控制。实验证明，与常用的手动调节系统相比，该系统对实验光路的调控更方便快捷，调节效率更高。

为研究微波信号光纤传递的性能，提出了一种对相位波动在远端进行抵消补偿的微波信号光纤传递新方法。该方法利用法拉第旋转镜将远端返回的光信号再次返射至远端，对光纤链路因温度、压力变化引入的相位波动通过远端的倍频混频电路进行抵消补偿。理论仿真与验证实验证实了该方法的有效性。在微波调制频率为1 GHz，光纤链路长度为25.2 km的实验中，频率传递的稳定度损失为2×10-12 s-1 和 6×10-17 d-1。此方法优化了本地端的结构，本地端不需要光电光转换，无需设计相位信息的精确测量与实时补偿系统，且光纤链路引入的相位扰动对长期稳定度的影响可以降低约三个数量级。

阐述了光纤高精度时间频率伺服传递的基本原理、误差来源和系统技术方案。实验上完成了100 km光纤链路温度缓变和剧变条件的授时实验，实验授时同步误差峰峰值小于400 ps。实验结果表明光纤高精度时间频率伺服系统的性能可以满足商用原子钟间的高精度时间比对与传递要求。

为研究光纤频率传递的稳定度损失，分析了光纤链路时延波动对频率传递稳定度的影响，得出因温度变化引起的链路长度变化、折射率变化和激光器输出波长漂移带来的时延波动是影响频率传递稳定度的主要因素。建立Round-trip时序模型，定量分析时延波动残留，发现因环境温度缓变引入的时延波动可以得到有效补偿，因激光器动态结温度快变导致输出波长漂移引入的时延波动无法有效补偿，是稳定度损失的关键因素。降低激光器动态结温度的变化速率，是提高频率传递稳定度的有效手段。要使时延波动对频率传递稳定度的影响小于10-15 s-1、10-20 d-1 (d-1即每天)，必须采取有效的温控措施，精确控制激光器动态结温度变化率，使其小于0.04℃/s。