光谱超连续展宽在光通信中有着重要的应用。文章用分步傅里叶法数值模拟了在不同色散区泵浦光子晶体光纤(PCF)中飞秒激光脉冲的传输特性和超连续谱的产生机理。研究发现: 光纤色散和强非线性对飞秒脉冲在PCF中的传输、演化以及超连续谱的展宽都有很大影响。这些结论对于研究超连续谱的产生和应用具有参考意义。

通过对传统数字滤波和Birge-Massart小波阈值法的比较, 对光反馈自混合干涉信号进行了去噪研究。构建了光反馈自混合干涉理论模型, 通过对其仿真波形和实测波形的处理, 比较了加权平滑滤波、有限长单位冲激响应滤波器和小波阈值法的去噪效果, 结果表明, 小波阈值去噪方法明显优于另外两种传统的滤波方法, 具有更好的去噪效果。

为了研究光反馈自混合干涉信号的去噪方法,根据光反馈自混合干涉信号的特点,在多分辨分析小波阈值去噪的基础上,采用了一种改进的阈值函数方法。新阈值函数克服了传统硬阈值函数不连续的缺点,解决了软阈值函数中存在的恒定偏差,并且具有软硬阈值函数不可比拟的灵活性。利用3种阈值函数对光自混合干涉信号进行去噪处理,通过对仿真波形和实测波形的处理,结果表明,无论是在去噪效果上,还是在信噪比增益和最小均方误差意义上,均优于传统的软硬阈值方法。

用实验和数值模拟两种方法研究了在反常色散区抽运光子晶体光纤（PCF）中飞秒激光脉冲的传输特性和超连续谱的产生机理，给出了抽运脉冲在不同功率情况下输出光谱展宽并形成超连续谱的实际测量及理论模拟结果。研究表明：在反常色散区抽运时，光谱展宽的初期以自相位调制为主，随后根据抽运功率的不同，孤子自频移、高阶光孤子的裂变和四波混频效应会逐渐增强，进而成为光谱展宽的主要原因；初始激光脉冲的峰值功率和脉冲初始啁啾对光子晶体光纤反常色散区产生超连续谱形状和带宽是有影响的。

为了提高参数估计的精确度，根据光反馈自混合干涉信号的特点，采用对原始光反馈自混合实验信号进行滤波和归一化等预处理方法，有效地滤除了噪声，使信号平坦化，而且预处理后的实验信号与理论模型仿真数据更加吻合。分别利用原始实验信号和预处理后的信号对参数进行估计，比对结果表明，使用预处理后的光反馈自混合信号进行参数估计，线宽展宽因数和光反馈水平因子C的测量精度分别提高了5．52%和4．55%。

对光反馈自混合干涉信号波形转折点的智能识别进行了理论分析和实验研究。首先经对光反馈自混合干涉信号特点的分析，发现其波形转折点可以作为外部物体运动位移实时测量的依据。通过对信号波形的逐步处理可以获得波形转折点的位置，以此为基准点可以实现位移的精测。实验测试结果同理论分析吻合较好。若系统进入较复杂状态，识别出的位置与其实际位置出现偏差，不再是单一值，可以对转折点位置的所有值取平均，从而得到其对应的精确位置。

基于适度光反馈自混合干涉(OFSMI)技术,设计了一种位移测量方法。该方法通过对自混合干涉信号的整数条纹部分进行计数和对小数条纹部分进行细分,实现大量程高分辨率的位移测量。对小数条纹分析时,运用数据拟合方法,找出干涉波形特征点与被测物位移之间的关系,从而实现对小数干涉条纹部分对应位移的测量。仿真分析和实验结果证明,此方法可对位移进行大量程高精度的测量,误差平均为0.83%。并通过设计算法对物体的任意运动轨迹进行重构。

光反馈自混合干涉技术是一种新浮现的有别于传统双光束干涉的一类新的测试技术。为了在适度光反馈下进行振动的精密测量,提出了一种基于适度光反馈自混合干涉技术的振动测量方法。经对光反馈自混合干涉信号条纹分析,发现通过选定合适的光反馈水平及激光器线宽展宽因数,可以得到锯齿干涉条纹。这种干涉信号不仅包含振动幅度信息也包含振动方向信息。该振动测量方法利用锯齿干涉条纹的特点,首先通过条纹记数实现大范围振幅粗测,具有半波长位移分辨力;然后基于适度光反馈下小数条纹的特点,给出了小于半波长位移测量的线性表达式,从而实现位移的精测。仿真计算表明,该方法可以实现大量程高分辨力振动位移测量,在叠加20 dB的噪声下,振幅测量相对误差平均为0.5%。