为了研究空心光束在非Kolmogorov湍流传输路径上的区域范围与各参量之间的关系及不同区域内光束的扩展情况, 采用广义惠更斯-菲涅耳原理推导了空心光束传输于非Kolmogorov湍流中的二阶矩宽度、瑞利区间及湍流距离的解析式, 并利用湍流距离把传输路径分割为3个区域进行数值分析。结果表明, 区域Ⅰ、区域Ⅱ的长度及区域Ⅲ的起始点都随湍流广义指数α的增大而先减小再增大（当α=3.11时出现一个极小值）, 且随遮拦比η和光束阶数M(及N)的增大而增大; M(及N)取值较小时（M(及N)<3）, 湍流在瑞利区间内对光束扩展造成的影响不能忽略, M(及N)和η越大, 越容易忽略湍流在瑞利区间内对光束扩展所构成的影响; 光束在传输路径上依次进入区域Ⅰ、区域Ⅱ及区域Ⅲ,其光束扩展逐渐变得更加剧烈, 且随着M(及N)和η的增加, 区域Ⅱ长度和区域Ⅲ的起始点相较于区域Ⅰ的长度增加更为显著。该研究结果为空心光束传输于湍流中的相关应用提供了参考。

为研究截断光束在非Kolmogorov湍流中的扩展区域,求解了湍流距离及瑞利区间解析式,将传输路径划分为三个区域,并对三段区域进行相关数值分析。研究结果表明,第一区域和第二区域长度随相干参数、截断参数的增大而缩短,第三区域起点随相干参数、截断参数的增大而减小;相干参数、截断参数越小,忽略湍流在瑞利区间内对光束扩展影响的可能性则更大;三个区域内,湍流距离随广义指数的变化依次加剧。对主要结果进行了相应的物理解释。

为了研究截断高斯-谢尔光束在非Kolmogorov 湍流中的相对扩展。采用广义惠更斯-菲涅耳原理和积分变换技术求解出了光束在非Kolmogorov 湍流中的二阶矩束宽和相对束宽的表达式，并定量地研究了束宽和相对束宽随束腰w0 、相干参数α 、截断参数δ 及湍流广义指数γ 的变化规律。研究发现α 和δ 越小，湍流对光束扩展的影响则越小，湍流对光束扩展的影响随w0 和γ 的增大而先增大后减小，并对主要结果给出了相应的物理解释。

给出了部分相干平顶光束通过非Kolmogorov湍流传输的湍流距离解析表达式,并研究了非Kolmogorov湍流的湍流广义指数、内尺度、外尺度和光束参数对部分相干平顶光束湍流距离的影响。研究表明: 湍流距离随相干参数、束腰、外尺度(当湍流广义指数的取值为3.6~4.0时)的增大而减小；随光束阶数、内尺度的增大而增大；随湍流广义指数先减小后增大,且在湍流广义指数取3.11时存在极小值,即光束扩展的极大值。同时利用湍流广义指数及光束参数,具体比较了湍流距离与瑞利区间的大小,并指出光束参数及湍流广义指数决定了湍流是否在瑞利区间内就能对光束扩展构成明显的影响。

求解出了部分相干环状光束在非Kolmogorov 湍流中的瑞利区间解析表达式，并研究了湍流参量(广义指数α 、内尺度l0 、外尺度L0 )和光束参数对光束瑞利区间的影响。研究表明，湍流中瑞利区间zR| turb 随湍流增强而减小，且始终小于自由空间中瑞利区间zR| free ；zR| turb 随L0 (当3.6 < α < 4 时)的增大而减小，随l0 的增大而增大；zR| turb 随α 的增大先减小后增大，且在α = 3.11 处时存在极小值。此外，湍流对于光束瑞利区间的影响随相干参数β 、束腰w0 增大和遮拦比ε 、光束阶数M(N ) 的减小而增大。

推导出了高斯谢尔(GSM)光束通过非Kolmogorov湍流大气传输的瑞利区间zR和湍流距离zT解析表达式，并研究了湍流参量（广义指数α、内尺度l0及外尺度L0）对部分相干光扩展的影响。研究表明，随着α的增大，zR先减小而后增大，且在α=3.11处时存在极小值，即光束扩展的极大值。zR随L0的减小而增大(仅当3.6<α<4时);zR随l0的增大而增大。当α>3.11时，α越大，l0对于zR的影响越小。值得指出的是：若相干参数β或束腰半径w0较小时，不论α取何值，在瑞利范围之内，湍流大气对光束扩展几乎不构成影响；相反，β或w0取较大值，不论α取何值，在瑞利区间范围内湍流大气对光束扩展都会产生明显的影响。此外，若β或w0取值在一定范围内，湍流大气是否能在瑞利区间范围内对光束扩展构成影响将与广义指数α相关。

为了减小时分复用无源光网络(TDM-PON)上行信号光波长的飘移，基于TDM-PON上行信号光功率均衡器架构，采用单模激光注入锁定光网络单元(ONU)法布里-珀罗(F-P)激光器(LD)方法，研究了F-P LD输出光波长的锁模特性，包括锁模的范围、驱动电流对锁模特性的影响、锁模前后温度变化引起F-P LD光波长变化情况等。结果表明，当驱动电流为9mA时，F-P LD可被锁模的波长范围为0.38nm，大于ONU上行光波长因环境温度变化5℃而产生的波长位移量0.25nm，F-P LD被锁模可使ONU上行信号的光波长相同且稳定，降低光功率均衡后的噪声。

基于非简并双光子Jaynes-Cummings 模型研究了对相干态光场的各种非经典性质,例如光场的反群聚效应, Cauchy-Schwarz不等式违背, 光场的双模压缩性质等。结果表明,通过选择一定的参量或者通过选择性地探测原子内态,能使上述 非经典性质得到明显增强。此外,使用Ξ型三能级原子与对相干态光场作用和使用Λ 型三能级原子与光场作用相比,各种非经典性质可以获得更佳的效果。

基于广义惠更斯菲涅耳原理，并利用Rytov相位结构函数二次近似的方法，推导出了受光阑限制的高斯谢尔模型(GSM)光束通过湍流大气传输的二阶矩宽度及扩展角解析表达式。以未受光阑限制的GSM光束为参照光束，分别利用扩展角和归一化远场平均光强分布研究了受光阑限制的GSM光通过湍流大气传输的方向性。研究表明，若以扩展角表征光束的方向性，则在一定条件下，截断参数δ不同的受光阑限制的GSM光束能够与相应的未受光阑限制的GSM光束在自由空间及湍流大气中具有相同的方向性；若以归一化远场平均光强分布表征光束的方向性，则即使扩展角一致，δ不同的受光阑限制的GSM光束与相应的未受光阑限制的GSM光束在自由空间中的方向性也并不相同，但在湍流中则一致。

基于广义惠更斯－菲涅耳原理，并采用光束的非相干合成方法，推导出了M×N双曲余弦高斯列阵光束在湍流中的三维光强传输方程.采用桶中功率、β参量和Strehl比作为光束质量的评价参量，研究了湍流大气对双曲余弦高斯列阵光束远场光束质量的影响.研究表明:在湍流大气中，双曲余弦高斯列阵光束的传输将经历三个阶段的变化，并且湍流使得光束传输经历三阶段的进程加快;湍流导致双曲余弦高斯列阵光束扩展、最大峰值光强下降,但是，β参量随光束数目M(N)、相邻子光束间距xd(yd)和光束参量δ的增加而减少，即光束扩展受湍流的影响减小;并且，存在最佳xd(yd)和δ值使得Strehl比取得极大值.因此，适当选取M(N)、xd(yd)和δ可以降低湍流对双曲余弦高斯列阵光束远场光束质量的影响.