理论分析了SOA动态模型和SOA-MZI全光异或原理, 采用光通信系统设计软件OptiSystem搭建了基于SOA-MZI的全光异或实验模型, 仿真研究了注入SOA的数据信号光功率、连续探测光功率、偏置电流等工作条件对异或输出消光比、Q值以及误码性能的影响, 取得了一组最佳工作条件, 即数据信号光功率为3dBm, 连续探测光功率为0dBm, 偏置电流为600mA, 此时可以得到最佳的异或输出性能: 消光比约11.5dB, Q值约22, 误码率约10-108量级。研究方法和相关结论可以推广到基于SOA的其他全光信号处理应用中, 为未来全光网络的全面建设做准备。

利用两段色散互补的单模光纤跨段，并结合一个相位偏移器，设计出了一种基于光纤自相位调制效应的全光信号优化结构。理论分析了光纤中的自相位调制效应，介绍了优化结构的工作原理和基于半导体光放大器(SOA)与马赫曾德尔干涉仪(MZI)的全光异或原理，并通过光通信系统设计软件OptiSystem搭建了全光异或门和全光信号优化结构的仿真模型，分别对速率为10 Gb/s和40 Gb/s的全光异或输出结果进行了优化，使得异或输出消光比分别从10 dB和9 dB提高到约26 dB，并得到质量优良的输出眼图。结果表明，常规的全光异或输出消光比普遍较低，通过全光信号优化结构可以使消光比得到大幅提高，改善输出信号的质量。

针对目前光通信保密系统中基于电信号处理的流密码加解密技术的局限性, 提出基于全光信号处理的加解密技术; 对几种典型的全光异或加密方案进行了研究, 介绍了各自的工作原理、特点及研究进展; 利用OptiSystem软件搭建了基于SOA-MZI(半导体光放大器－马赫-曾德干涉仪)异或门的全光加解密系统仿真模型, 并基于HNLF(高非线性光纤)的自相位调制效应设计了一个优化结构对系统进行优化。研究表明: 全光加解密技术具有优良的特性, 能使整个光通信保密系统运算速率更高,传输更安全。

回顾了窄线宽激光器线宽测量的各种方法和发展过程，介绍了利用光外差法测量窄线宽激光器线宽的基本原理，描述了双光束外差法和延时自外差法的不同测试机理。针对延时零拍自外差法容易引起的系统误差，说明了光源调制和光路调制移频非零拍自外差法不同改进方案的优缺点。综述了窄线宽激光器测量线宽的新方法。对窄线宽激光器线宽测量方法进行了较全面的梳理，从发展过程看双光束外差法和延时自外差法有着各自的测量优势。

针对阈值判决法误报率高、难以有效区分窃听入侵与其他人为扰动的缺点，分析了用小波包能量分析方法提取的不同扰动条件下干涉信号的特征向量，在此基础上提出了一种可行的窃听入侵检测方法。该判决方法可以有效地对光缆线路上发生的窃听入侵和其他人为扰动进行检测和区分。

由于海底应用环境复杂，海底光缆会受到海水的压力、冲击和暗流等作用，具有随机性的偏振模色散(PMD)成为系统极限传输的限制因素。文章对横向应力、弯曲等外界因素对PMD的影响进行了理论分析，根据海底光缆的实际工作情况，模拟4×2.5 Gbit/s系统取3 dB的功率冗余度，进行了PMD仿真，得出系统正常工作时PMD系数不超过1.8 ps/km的结论。为避免PMD补偿，当弯曲半径为0.3 m时，要求横向应力不得大于8.9 N/m。

文章首先通过推导弯曲损耗系数的理论公式，分别考察了弯曲窃听的两类影响因素；然后在此基础上设计了窃听系统框架结构，搭建了光纤窃听实验系统，实现了隐蔽窃听，而且得到了实现弯曲窃听的最佳弯曲半径；最后，针对该隐蔽窃听的特征并利用相同条件下长波长弯曲损耗比正常的通信波长大得多的特点，提出了灵敏度更高的有效窃听监测方法。

文章从密集波分复用(DWDM)系统抵抗恶意侵扰的角度，分析了光放大段(OAS)中掺铒光纤放大器(EDFA)和OAS长度的配置对系统稳定性的影响,认为EDFA累积噪声会随着放大器的级数增加而呈线性增长 ,而且还会随着OAS损耗的增大而呈指数增长。系统的OAS数量和接收机灵敏度确定时，选择恰当的EDFA配置和OAS长度，可以达到提高系统稳定性的效果。