非线性效应严重影响光纤通信中信号的传输，导致波形或频谱中包含的信号失真。采用特征值通信的方式来克服非线性效应，即在发送端用Darboux变换合成孤子信号承载信息，接收端用非线性傅里叶变换解调特征值恢复信号。通过对算法的改进，降低了非线性频分复用(NFDM)通信系统的计算复杂度，仿真结果表明NFDM通信系统能够有效抑制非线性效应。

光纤中传输的信号会受到衰减、色散和非线性效应的影响导致波形或频谱中包含的信号失真, 可采用特征值通信的方式来克服色散和非线性效应。文章首先使用达布变换(DT)合成孤子信号承载信息, 通过对比非线性傅里叶变换(NFT)中的解析和数值法, 选取合适的方法解调恢复信息。然后通过仿真实验对特征值通信方式进行了验证, 并研究了传输过程中影响特征值的幅度、脉冲持续时间和采样点数等因素, 仿真结果表明, 使用文章所提方法通信距离能达到2 000 km以上。在此基础上, 文章还对特征值的选取范围进行优化, 使得接收端能够更为准确地解调出特征值承载的信息。

基于对流扩散效应, 利用有限元分析法建立了一种光学渐变折射率微腔流体透镜。分析了微腔中芯、包层液体在对流扩散过程达到稳定后的浓度分布情况, 即所谓的混合流体折射率分布。研究了对流扩散模型结构, 分别在一般情况下(芯层流体折射率大于包层流体折射率)和中心凹陷情况下(芯层流体折射率小于包层流体折射率), 沿流体流动方向的不同截面对流扩散后折射率分布情况。

基于16-QAM的相干光纤通信系统其抗噪声能力与调制格式的星座图特征密切相关。文章分析了Star 16-QAM的星座图在各种圈比下受噪声影响的特性，通过数值计算获得了在不同噪声条件下星座图的最佳圈比。研究了Square 和Star 两种16-QAM对激光相位噪声的要求，分析结果表明，获得相同的BER性能时，Star 16-QAM由激光相位噪声引起的光信噪比代价更小。

理论分析了直接检测光正交频分复用(DDO-OFDM)传输系统中信号的相位特性。分别讨论了与频率有关的非随机性噪声和其他随机性噪声对信号的影响；并在此基础上提出了一种简便的相位均衡方法。推导了系统Q参数与光信噪比之间的关系式。仿真验证了此相位特性和均衡方法的可行性。

消偏器是光纤传感器、光放大器等偏振敏感性光学系统中的关键器件, 用于减小输入光的偏振度(DOP)。设计了一种与入射线偏振光振动方向无关的低偏振度消偏器, 该器件中利用人为的偏振相关延迟代替了保偏光纤的双折射, 并在偏振相关型消偏器前增加了一个1/4波片, 从而对任意方向振动的线偏振光具有相同的消偏能力, 结构紧凑。对消偏性能随波片阶数、入射光中心波长和振动方向的变化作了数值计算。实验中采用半峰全宽为0.13 nm的光源, 入射线偏振光在任意方向振动时, 输出光偏振度小于2.6％, 消偏器的插入损耗为0.6 dB, 损耗起伏小于0.11 dB。实验和数值计算结果表明, 该消偏器具有低偏振度、低插入损耗和适合于宽光谱应用的优点。

给出了拉曼增益系数可分离光纤的定义，在考虑了N个单色光之间的两两受激拉曼散射，得到了这种光纤中单向传输的N个不同的单色光之间的受激拉曼散射（SRS）稳态耦合波方程的解析解。它适用于各单色光功率任意大小、光频率分布不均匀时的一般情况。这一结果可应用于光纤通信系统、拉曼光纤放大器和拉曼光纤激光器的设计与分析。最后把解析解与数值解进行了比较，两者取得了很好的一致。

对具有等腰三角形齿结构的线性结构光编码的三维面形测量技术(LCP)进行了误差分析, 推导了由于随机电噪声、 相移误差带来的测量误差, 并利用计算机系统仿真研究了量化误差、 光学系统误差等对测量结果的影响, 且对理论分析的结果进行了验证。

对具有等腰三角形齿结构的线性结构光编码的三维面形测量技术(LCP)进行了研究, 给出了相位测量原理及公式, 并通过对人头石膏模型的实测验证了这种测量方法是实用可行的。