为了弥补飞行编队任务分配情况和不同模式下紫外光定向通信存在“耳聋”问题的缺陷，采用一种基于空分复用的多信道机间紫外光通信定向信道接入协议，建立了机间紫外光通信网络模型。通过在紫外节点安装多个不同方向的紫外收发装置来实现多信道信息交换，并仿真验证了多信道通信使“耳聋”问题得到明显缓解，提高了网络吞吐量，降低了网络时延，使得网络性能显著改善。结果表明，多信道通信与单信道通信相比，网络吞吐量增加，平均时延减小，网络性能大幅度提高，并且采用三信道通信模式通信效果最佳。

为了解决星间激光通信不同步导致的信息质量差与解调难度大等问题, 针对滑动互相关算法帧同步易受载波频偏影响的不足, 采用计算仿真的方法分析了星间多普勒效应引起的载波频偏程度, 提出差分相关算法以实现帧同步与载波频偏估计, 并给出硬件实现方案, 分析了差分相关算法的帧同步与载波频偏估计性能。结果表明, 差分相关算法能够实现大载波频偏影响下的帧同步, 且具有较强的频偏估计性能, 采用差分相关算法后系统的误码性能提升近3dB。此结果说明, 差分相关算法是解决星间激光链路同步问题的有效方法。

从艾里光束的理论基础出发，详细研究了艾里光束的远场传输特性，包括场强分布、光斑直径和桶中功率(Power in the Bucket，PIB)的演化过程。探讨了场强分布随截断因子a和任意横向刻度x₀的变化规律，以及a和x₀对艾里光束保持无衍射性质传输的距离(Distance with Keeping Non-diffraction，DKNd)、演化成类高斯分布的距离(Distance in which the Evolution became similar Guassian，DEG)和自弯曲程度(Self-bending Degree，SbD)的影响。研究发现：场强分布在演化成类高斯分布过程中，DKNd、DEG和SbD都随着x₀的增大而增大，DKNd和DEG随a的增大而减小，a对SbD无影响。研究了艾里光束的光斑直径和PIB的演化规律, 发现在a值不同的情况下，在传输过程中光斑直径先保持不变后增加，PIB先减小后增大，最终等于0.76。

针对遗传算法容易陷入局部最优和蚁群算法初始信息素匮乏的缺点，提出将遗传和蚁群融合算法应用于中继卫星系统的资源调度问题。通过改进蚁群算法信息素的定义，利用基于时间窗口序号编码思想，给出中继卫星资源调度约束条件与目标函数并建立数学模型。仿真分析了融合算法、标准遗传算法和改进蚁群算法的优化特性，结果表明融合算法是解决中继卫星调度问题的有效方法。

对飞机编队内部和飞机编队之间的紫外光通信网络工作模式以及相应的MAC层协议进行研究。为保证编队内所有飞机的信息共享与交互，编队内部采用非直视通信NLOS(a)模式；为保证通信距离和质量，编队之间采用NLOS(c)模式进行通信。机间紫外通信组网MAC层协议以原IEEE802.11 DCF协议为基础，对传统二进制指数退避算法进行改进，提出了一种基于分段思想的动态退避算法并进行了仿真研究，仿真结果表明：该算法与传统算法相比具有时延短，吞吐量大的特征，更适用于机间紫外通信网络。

采用多层相位屏法模拟了艾里涡旋光束在大气湍流中的漂移特性。讨论了拓扑电荷p、涡旋核相对于光束中心的离轴距离x_d，y_d 和湍流强度C²_n 对艾里涡旋光束在不同传输距离处的漂移特性的影响。研究发现，在相同传输距离处，漂移量随着C²_n 的增大而增大。在传输距离比较小时，p 和x_d，y_d对漂移的影响比较弱，漂移量几乎相等。当传输距离比较大时，漂移量随p 的增大而减小，随x_d，y_d的增大而增大。此外比较了单束艾里涡旋光束的漂移量和阵列艾里涡旋光束的漂移量，研究发现，阵列艾里涡旋光束的漂移量比较小。

艾里光束作为无衍射光的一种，以其近似无衍射、横向自加速和自愈的独有特性而得到普遍的关注，在光电子学、微粒操控、大气通信等领域有着广阔的应用前景。综述了控制艾里光束传输轨迹的几种主要方法，简要分析每种方法对传输轨迹的加速方向、自弯曲程度以及峰值强度位置等方面的控制原理，总结出每种方法的优缺点。研究发现，通过改变系统参数控制艾里光束传输轨迹的峰值强度位置和自弯曲程度的方法，系统简单易实现；基于梯度折射率和特殊介质-非线性光子晶体的方法，能实现加速方向翻转，但是系统实现较困难；通过特殊变换可以控制艾里光束传输轨迹的加速方向和强度分布，系统容易实现。

针对分布式卫星网络中由于多跳转发导致光信号严重损伤的问题，提出了一种基于级联半导体光放大器(SOA)结合两级偏移滤波结构的波长保持型全光再生方案。该方案利用光脉冲经过不同载流子恢复时间的SOA 时频谱展宽方向不同的特点，通过在两个级联的SOA 之后分别进行红移滤波和蓝移滤波，不仅实现了对光信号的两级再生，而且两次偏移滤波产生的波长偏移相互抵消，使再生前后信号的波长保持不变。研究结果表明：再生方案能够有效地抑制信号幅度噪声和功率起伏，信号Q 因子改善最高可达到8 dB。

艾里光束作为无衍射光的一种，以其近似无衍射、横向自加速和自恢复的独有特性而得到普遍的关注，在光电子学、微粒操控、大气通信等领域有着广阔的应用前景。综述了产生艾里光束的几种主要方法，从系统造价、实现难易度和应用潜力等方面对各方法的优缺点做深入比较分析，提出了改进和完善建议。