板条激光器具有高输出功率和高光束质量的特性，但是其原始出射光束的远场光斑呈椭圆形，而且远场发散角略大，不适合超远距离传输.针对该问题，本文研究了平均输出功率为50 W、单脉冲宽度为6 ns、波长为1 064 nm的板条型激光器发射的光束经过光学变换后通过湍流大气的情况.对板条激光器原始出射光束的x方向(大发散角)选取参量优化的柱面望远镜系统进行扩束，使其与y方向(小发散角)的远场发散角接近，且x方向与y方向的束腰位置在同一位置防止离焦.运用普通球面扩束镜压缩整形光束的远场发散角，最终在外场实验中获得远场发散角小于100 μrad，x、y方向发散角比值小于1.1的激光光束，且接收面上的光斑呈圆形.

由于光纤中非线性克尔效应具有超短时间响应的特性,因此非线性光纤环镜在全光信号处理领域有着极为重要的应用。虽然有人已对应用非线性光纤环镜作为归零信号接收机的光判决单元作了研究，但是,利用非线性光纤环镜作为归零信号接收机的光判决单元抑制偏振模色散对光通信链路的影响的研究,则很少见有文献报道。通过应用分步傅里叶方法求解非线性耦合薛定谔方程，研究了偏振模色散效应对应用非线性光纤环镜作为光判决单元的比特率为40 Gb/s的色散补偿传输系统性能的影响，计算了不同占空比，不同偏振模色散和不同正常色散光纤长度情况下系统的性能。结果表明,系统的传输性能随上述参数改变而改变，并且存在一组最佳参数值使得偏振模色散对系统性能的影响得到有效的抑制。

设计了一种基于光纤饱和吸收效应的环形单纵模光纤激光器结构, 以可调谐光纤布拉格光栅作为波长选择器件, 与2 m未抽运掺铒光纤一起位于环形腔反射臂上。采用980 nm激光二极管注入环形腔抽运高掺铒光纤形成激光增益, 在饱和吸收体中形成驻波干涉, 实现1550 nm波段单纵模激光输出, 可调谐范围达42 nm。饱和吸收体对激光的吸收系数随抽运光强的增加而减小, 形成了输出激光的光学双稳态特性。为了提高单纵模激光的稳定性、抑制跳模产生的噪声, 采用一只抽运源通过光纤分路器分光, 同时抽运光纤激光器和光纤放大器, 实现了24 mW稳定的单纵模激光输出, 功率稳定性优于±0.005 dB, 工作效率可达18.5%。以12.5 Gb/s高速码率调制, 传输42 km无误码, 在未来大容量通信领域具有潜在应用价值。

利用一组耦合方程,在理论上推导出了双抽运、三段光纤级联结构的参量放大器的增益表达式。研究表明在双抽运情况下,光纤参量放大器(FOPA)的增益随光纤长度、抽运光功率的增加而变大;同时,增益的大小和平坦性能也受到光纤色散特性的影响,从反常色散区到正常色散区,增益带宽逐渐变小,增益不平坦性有一定的改善;在二阶色散系数不变的情况下,光纤参量放大器增益带宽随四阶色散数的增加而减小。采用多段光纤级联结构,可以均衡光纤参量放大器增益的不平坦性。

本文采用计算机系统仿真方法,研究了相敏光放大器(PSA)作为在线放大器时光孤子系统中放大器间距对系统传输性能的影响,研究了平均孤子传输方案.仿真结果表明:当放大器间距与色散距离比值小于0.1时,系统能够保持良好的传输性能;在比值大于0.1情况下,系统的传输性能劣化较快.这是由于PSA增益的相敏特性导致孤子脉冲能量的损失所引起的.采用微调放大器增益的方法能在一定程度上补偿PSA放大导致的孤子能量损失,但这种改善是以增大孤子脉冲旁瓣幅度为代价的.

通过计算机系统仿真研究了应用相敏光放大器(PSA)作为在线放大器抑制光孤子传输系统中孤子间的互作用,并与相应的掺铒光纤放大器(EDFA)光孤子系统进行比较。仿真中考虑了平均孤子和动态孤子两种传输方案。结果表明,应用相敏光放大器代替掺铒光纤放大器作为在线放大器能有效地抑制孤子系统中脉冲的展宽和孤子间的互作用。对于平均孤子,在没有附加其他孤子控制措施的情况下,相敏光放大器系统中孤子间互作用得到有效的抑制,孤子对稳定传输距离得到极大的延长。对动态孤子,相敏光放大器亦表现出良好的抑制孤子间互作用的效果,但孤子脉冲的幅度经长距离传输后显著下降。

采用计算机系统仿真方法研究光纤色散参量对应用相敏光放大器(PSA)作为在线放大器并采用平均孤子传输方案的光孤子通信系统传输性能的影响。研究结果表明

通过计算机系统仿真研究了应用相敏光放大器(PSA)作为在线放大器的光孤子传输系统,并与相应的掺铒光纤放大器(EDFA)光孤子系统作了比较.仿真了平均孤子和动态孤子两种传输方案.研究结果表明,由于PSA不存在ASE噪声,应用PSA作为在线放大器可以克服光孤子系统中的Gordon-Haus限制.对平均孤子,在没有附加其它的孤子控制技术的情况下,PSA系统孤子的稳定传输距离得到极大的延长.对动态孤子,PSA亦表现出良好的抑制脉冲展宽效果,但脉冲的幅度经长距离传输后显著下降.