提出了一种高速率、偏振复用、正交幅度调制信号的色散平坦光纤传输系统, 传输速率分别为160 Gbps和256 Gbps, 调制格式为PM-16QAM。实验研究了色散平坦光纤链路系统的传输特性, 并分别与非零色散位移光纤和标准单模光纤链路传输特性做了比较。实验结果表明, 较低输入光功率情况下, PM-16QAM信号在160 Gbps传输50 km时, 经色散平坦光纤传输后的误差矢量幅度EVM优于经非零色散位移光纤传输情况0.5%, 比特误码率BER优于非零色散位移光纤传输情况两个数量级; 色散平坦光纤链路能更好地衰减旁瓣噪声; 256 Gbps传输50 km和75 km时, 仅在色散平坦光纤链路传输后可以较好地解调出信号; 传输距离越长, 保持较好特性时输入光功率范围越小。对比160 Gbps和256 Gbps情况, 高速率PM-16QAM信号在色散平坦光纤链路的传输特性优于非零色散位移光纤和标准单模光纤链路的传输特性, 传输速率越高、传输距离越长效果越明显。

提出了一种新型的四排短轴渐减椭圆空气孔阵列的单模单偏振光子晶体光纤结构，并以完美匹配层为边界条件采用全矢量有限元方法研究了该光纤的各种特性及其各种参量随入射波长变化规律。研究表明，提出的光子晶体光纤结构是实现更宽带宽、色散平坦、单模单偏振运用的有效方案；在入射光波长为1.550 μm时，单模单偏振光子晶体光纤的模式双折射高达2.752×10-3，拍长为0.564 mm；x偏振模的限制损耗为0.139 dB/km，y偏振模的限制损耗是16.890 dB/km；对比x偏振模损耗情况，y偏振模可以在较短的光纤中被衰减掉，从而实现单模单偏振运用；x偏振模的数值孔径为0.415，有效模场面积为3.667 μm2, 非线性系数为28.740 (W·km)-1。入射光波长在1.347~1.691 μm的范围内，该光纤呈现出色散平坦特性，使其在超连续谱产生、脉冲传输等领域具有广阔应用前景；该光纤能够在入射光波长600 nm较宽范围内实现单模单偏振运用。

利用高分子聚合物聚乙烯醇（PVA）易成膜且机械性能优良的特点，将微米尺寸的石墨烯薄片制成大尺寸的石墨烯-PVA薄膜。分别测量了石墨烯-PVA薄膜与石墨烯片的拉曼光谱，发现二者具有同样的特征。研制了用该石墨烯-PVA薄膜作为饱和吸收体，具有环形腔结构的被动锁模掺铒光纤激光器，获得了峰值波长1532.75 nm，重复频率8.7 MHz，脉冲宽度10.29 ps的脉冲序列。

提出采用凸形色散平坦光纤(DFF-CVDP)传输亚皮秒啁啾孤子,利用分步傅里叶方法数值研究了亚皮秒啁啾孤子在DFF-CVDP中的传输特性,并与在线性色散平坦光纤(DFF-LDP)中的传输特性做了比较。结果表明,孤子脉冲在上述两种光纤中传输时,光纤损耗导致了孤子脉冲宽度随传输距离增加稍有展宽,脉冲方均根谱宽随传输距离增加逐渐减小。在DFF-LDP中,脉冲展宽更快,正啁啾对脉冲展宽的影响比负啁啾的影响更大,正啁啾对应的方均根光谱比其他情况下的宽得多。啁啾脉冲时域宽度随传输距离增加出现了衰减振荡,振荡周期和振幅随啁啾参量|C|的增加而增大。光孤子脉冲在两种光纤中传输时域波形保持不变,仍具有孤子特性。在DFF-LDP中,β3使得脉冲光谱红移从而诱导了脉冲时延,负啁啾减弱了β3的作用,正啁啾加强了β3的影响。在DFF-CVDP中传输可以忽略β3的影响。

采用分步傅里叶方法数值研究了在线性色散平坦光纤反常色散区等幅同相孤子脉冲相互作用受高阶色散、拉曼效应、光纤损耗和啁啾参量C等的影响规律。多孤子脉冲在线性和凸形色散平坦光纤中传输100个孤子周期后仍具有孤子特性。在线性色散平坦光纤，多孤子脉冲相互作用受三阶色散影响较严重，三阶色散使各脉冲产生较大的色散波和线性时延；更高阶色散的影响可以忽略；拉曼效应使脉冲产生较大的非线性时延；啁啾加强了脉冲间相互作用；光纤损耗减弱了脉冲间相互作用。

利用频率分辨光学门(SHG-FROG)技术研究了拉曼放大对光孤子传输特性的影响。研究表明,拉曼放大能够补偿光纤损耗,但不改变孤子脉冲的时域波形,对孤子脉冲的啁啾影响不大。当传输光纤长度小于拉曼放大有效光纤长度时,拉曼放大能够完全补偿光纤损耗; 当传输光纤长度大于拉曼放大有效光纤长度时,拉曼放大能够部分补偿光纤损耗。拉曼放大对光纤损耗的补偿能力随着抽运功率的增加而增大。光孤子脉冲对拉曼放大抽运光偏振特性不敏感。

数值研究了初始线性啁啾指数光脉冲在单模光纤反常色散区的非线性传输特性，并将这种特性与双曲正割脉冲的相关特性作了比较。脉冲振幅A=1时，负啁啾对脉冲时域宽度展宽的影响比正啁啾大；指数脉冲受啁啾影响比双曲正割脉冲更敏感。A＞1.2时，脉宽在演化过程中呈周期性衰减振荡，振荡周期和振幅随啁啾|C|(|C|≤2)的增大而增大，最后能演化成光孤子。脉冲演化成光孤子所需的最小振幅A比啁啾双曲正割脉冲的大。

文章给出并采用了光脉冲特性分析新方法，对10 GHz光脉冲在色散平坦光纤中的线性传输前后的时域波形、相位和时间带宽积等作了深入研究，并与数值计算得到的双曲正割和高斯光脉冲线性传输特性作了比较，对光脉冲的时域波形、啁啾等作出了更准确的判断，进一步证实了光脉冲的二次谐波-频率分辨光学门测量及其分析新方法的可靠性和准确性。

采用数值分析方法研究了超高斯光脉冲的自相关特性及其受锐度参量、线性啁啾参量、噪声脉冲和随机噪声影响的变化规律,并与原脉冲相应参量作了比较,给出了一个有效的滤除随机噪声方法,并用实验作了验证。当锐度参量增加时,强度自相关曲线宽度变窄,自相关频谱曲线随之展宽。当啁啾参量增大时,光脉冲强度自相关曲线和脉冲时域波均保持不变; 光脉冲的频谱曲线展宽,边缘出现振荡结构并随之增强,自相关频谱曲线随之展宽,边缘依旧平滑。存在噪声的情况下,超高斯脉冲自相关特性变化比较复杂。