基于语义分割神经网络UNet,利用GOCI(Geostationary Ocean Color Imager)卫星传感器数据,构建出能够有效提取大型漂浮藻类的深度学习模型,实现了对大型漂浮藻类信息端到端、像素到像素的分割识别。验证结果表明:所提出的深度学习模型对验证集中大型漂浮藻类的平均识别精度达到88.54%;通过与传统的归一化植被指数法和替代型漂浮藻类指数法进行对比,发现基于UNet构建的大型漂浮藻类监测模型具有更高的准确率且受云的影响较小。利用UNet大型漂浮藻类提取模型的识别结果对2017年东海藻类暴发过程进行了分析,模型显示出很好的实用性。

反向传输(BP)算法是实现高速光纤系统非线性补偿的一种常用且有效的方法，在此算法基础上加入高斯滤波器，可进一步提高接收系统性能,同时大大降低计算复杂度。然而高斯滤波器是一种理想化滤波器，其设计实现难度大且结构复杂。提出一种基于窗函数有限脉冲响应(FIR)滤波器和BP算法结合实现非线性补偿的方案，详细分析了滤波器的参数选取对补偿性能的影响，并在224 Gb/s双偏振16进制正交幅度调制(DP-16QAM)640 km无色散补偿光纤传输系统中比较了不同补偿方案的补偿效果。结果表明，汉宁窗FIR滤波器的频域特性类似于高斯函数，利用9个抽头就能够有效补偿非线性损伤，提高系统性能。与线性补偿算法相比，FIR-BP算法能够将误码率(BER)降至10-3以下，将最佳入纤功率提高至少3 dB。

通过理论推导证明了信号功率波形自相关函数中包含一个脉冲，利用该脉冲位置可以估计信道色散的大小。在此基础上，给出了用于相干接收系统的色散监测算法。搭建了112 Gb/s(28 GBaud)的偏分复用非归零四相相移键控（PDM-NRZ-QPSK）实验系统对此方法进行了验证。并利用OptiSystem和Matlab协同仿真，搭建了56 Gb/s的单偏振四相相移键控(QPSK)和112 Gb/s偏分复用四相相移键控(PDM-QPSK)仿真系统，分析了该方法对非归零(NRZ)、归零67(RZ67)、归零50(RZ50)、归零33(RZ33)等不同码型的适用性。实验和仿真结果与理论推导一致，证明了该方法的可行性。实验监测误差小于275 ps/nm，仿真监测误差小于185 ps/nm。

针对光纤通信中检偏模块的校准问题，给出了一种基于向量投影算法的校准矩阵的快速标定方法，并对其标定原理进行了分析。连续（CW）激光器发出的光依次经过可调光衰减器、偏振分析仪和检偏模块光头，光电流进入线性放大电路与高速模数转换器（ADC），最终由数字信号处理器（DSP）采集并输出4路数字电压，并由偏振分析仪输出相应的斯托克斯矢量。给出的算法基于这些数据计算出检偏模块的校准矩阵。实验表明，与现行常用的迭代法相比，向量投影算法具有较高的计算效率，并且得到的校准矩阵也具有较高的精度和很好的稳定性，检偏模块测得的偏振度（DOP）的误差保持在3%以内。

An adaptive polarization mode dispersion (PMD) compensation experiment is reported in a 40-Gb/s phase shaped binary transmission (PSBT) communication system, with the use of a new digital signal processor (DSP)-based optical PMD compensator. PMD tolerance is found to be enhanced by 8 ps after PMD compensation with 1-dB optical signal-to-noise ratio (OSNR) penalty. Under the condition of fast change of states of polarization up to 85 rad/s in the fiber link, the performance of our PMD compensator undergoes the bit error ratio (BER) test for as long as 10 h.

A fast and reliable method to calibrate LiNbO3-based polarization controllers (PCs) presented theoretically and experimentally. Particle swarm optimization (PSO) algorithm is used as an adaptive searching algorithm. Experimental results show that PSO algorithm is powerful in calibrating LiNbO3-based multistage PCs. Only less than one minute is spent for all stages of the PC to be calibrated thoroughly.

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。

随着光纤通信系统速率的不断提高，光纤中的偏振模色散(PMD)逐渐成为限制光纤通信系统性能的主要因素之一。当系统的传输速率达到40和100 Gb/s时，缓解偏振模色散对信号的损伤成为必要。报道了以偏振度(DOP)作为反馈信号，粒子群优化算法(PSO)作为搜索跟踪算法的两阶段光偏振模色散自适应补偿器，并将其分别应用于20 Gb/s 非归零差分四相移键控及载波抑制差分四相移键控系统。通过多次搜索和长时间跟踪验证了偏振模色散自适应补偿器的性能。搜索成功率接近100%，搜索过程中平均动作次数在100次以内，最大耗时在30 ms以内；跟踪过程中，在快速扰偏的情况下，作为反馈信号的偏振度始终保持在1附近。成功实现了对造成差分群时延(DGD)最大可达89 ps快速变化的动态一阶和部分高阶偏振模色散的自适应补偿和实时跟踪，具有很强的实用价值。