在一些特定环境下, 红外传感器无法探测到目标时, 需要将偏振技术与红外技术相融合。为了获得更清楚的融合图像, 采用一种基于多尺度结构分解的图像融合方法实现红外光强与偏振图像融合。该算法提出将红外图像与偏振图分解成 3个独立部分: 平均强度、信号强度和信号结构。其中平均强度部分, 采用一种反正切的权重函数进行融合, 信号强度采用最大值的融合原则, 而信号结构采用一种基于信号强度幂函数的加权平均方进行融合, 最后重构得到融合图像。为了更快进行融合、降低计算的复杂度, 将分解过程通过均值滤波代替, 再通过上采样与下采样得到最终的融合图像。为了得到更好的融合图像, 通过不同融合参数实验对比, 选择较优的融合参数。最后实验表明使用所提出的反正切权重函数与融合参数设置, 在与传统的多尺度算法的比较中, 4项评价指标取得优势, 且主观上保留更多的纹理细节、提升对比度以及抑制伪影。

基于相干检测的正交频分复用技术是未来高速光通信技术的重要解决方案之一，由于相干光检测系统结构复杂不易实现，因此采用副载波外差检测技术检测副载波正交频分复用光信号。建立了大气湍流信道系统传输模型，推导了子载波平均载噪比(CNR)和平均误比特率(BER)的闭合表达式，数值分析了本振光功率和调制系数对系统平均误比特率的影响，并通过仿真实验进行验证。实验结果表明，与直接检测相比，副载波外差可以进一步提高平均载噪比，提升系统误码性能。当接收光功率为微瓦量级时，本振光功率约为-11 dBm，此时可获得最佳平均载噪比，当本振光功率大于-11 dBm 时，随本振光功率增加平均载噪比逐渐降低，平均误比特率升高。弱湍流条件下，当接收光功率大于-17 dBm 时，平均误比特率为10-5以上，此时可以保证无线光通信系统的可靠性。

为了减少无线传感器网络节点的能量消耗,采用紫外光作为无线传感器网络的信息载体, 研究了紫外光传感器节点的能量模型。理论分析了单跳节能和多跳节能, 得出了计算最优跳数的数学表达式, 并对单跳通信、多跳通信和最优跳通信的平均能量消耗进行了计算机仿真, 仿真结果与理论分析一致; 对于多跳通信带来的能量消耗不均匀的问题, 利用移动sink节点来解决, 通过仿真对比了sink节点不同移动速率对网络平均能量消耗、丢包率和端到端时延的影响。结果表明, 借助移动sink节点可以降低网络的平均能量消耗, 但要根据场景选择合适的移动速率。

光外差检测能提高无线激光通信系统的光电检测灵敏度, 可以增大通信距离, 并且能够采用多种调制方式。提出了一种基于副载波调制的无线光外差检测系统, 重点对大气信道对外差系统的影响因素进行了分析。着重研究了偏振状态和波前修正联合控制、载波恢复、同态滤波等关键技术, 以克服大气散射和大气湍流对外差检测系统的影响。最后介绍了无线光外差检测的实验系统, 为无线激光通信外差检测技术提供理论依据和实验基础。

为了比较各种类脉冲位置调制性能，对类脉冲位置调制的编码结构、平均发射功率、带宽需求、传信率、功率谱密度、信道容量等进行了比较，分析了其性能特点及使用场合。结果表明，开关键控调制方式容易实现,但功率利用率低；脉冲位置调制方式提高了功率利用率，但是带宽效率差，同时需要符号同步；数字脉冲间隔调制结构复杂，缩短了符号长度，带宽效率高，不需要符号同步；双头脉冲间隔调制方式提高了带宽效率和传输容量，不需要符号同步，大大简化系统实现复杂度。