随着通信技术的飞速发展, 光通信系统也对传输距离、信道容量以及传输速率有着更高的要求, 而想要解决这些问题, 则需要研究性能更加优良的FEC码型方案。级联码是诸多码型中纠正突发和随机错误性能较好, 且可以保持较低冗余度的一种, 因此成为主要研究对象。在国际电联G.975.1标准的级联码基础上提出了两种新型RS-BCH编码, 在理论上对其进行了对比分析, 并进行相应的建模仿真, 其中一种是RS(255,239)码与BCH(31,16)码相结合的级联码, 而另一种是RS(255,239)码与BCH(511,448)码相结合的级联码, 这两种级联码与单一RS(255,239)编码以及原码的纠错性能相比有较大提升, 且后者冗余度适中, 易于实现, 更加适合于高速传输的光通信系统。

超快速时间特性的光电倍增管的时间特性研究, 对进一步研制国产超快时间响应的微通道板光电倍增管 (FPMT)具有重要的指导作用。本文基于高能物理通用的 VME测试方案, 设计装置采用皮秒激光器的单光子脉冲工作模式, 最终实现系统误差为 25 ps的 FPMT高精度时间测试系统。通过优化 FPMT阳极信号读出方式、优化分压器结构及分压比例, 对多款 FPMT的时间特性进行测试研究。并提出在非单光子工作模式下表征 FPMT时间分辨特性的本征时间下限值, 用以对比分析各种不同工作状态的 FPMT的时间分辨好坏。在对多款 FPMT读出方式完成优化结构设计和对比测试后, 研究结果表明, 目前实验室来自不同生产单位的样管中, 最佳的本征时间分辨下限值为 30 ps。

针对改进迭代硬可靠度（IHRB）大数逻辑译码复杂度高等问题，提出了一种改进迭代硬性可靠性的低复杂度非二进制低密度奇偶校验（NBLDPC）码的大数逻辑译码算法。在初始化时，对来自信道的接收信息进行可靠度区分；在迭代处理时，使用可靠性大的符号来计算解码算法中其他符号的硬可靠性，同时使用校验方程校验出最可靠的符号，最可靠的符号无需更新，以此降低译码复杂度。仿真结果表明，与NBLDPC大数逻辑译码算法相比，所提算法在纠错性能和译码迭代复杂度之间提供了有效的折中。对于维度为64的伽罗华域上的NBLDPC码，与IHRB译码算法相比，其迭代复杂度降低了约51％。

提出了一种工作在太赫兹频段, 基于半导体材料锑化铟的超材料带阻滤波器.由于锑化铟材料介电常数的特性, 该滤波器的谐振频率能够进行温度调节.同时, 通过有限积分法和等效LMC电路模型分析了滤波器的几何参数对其谐振频率的影响, 这两种方法得到的结果具有良好的一致性.在温度的取值范围是220～350 K时, 滤波器的谐振频率能够从0.91 THz动态调节到1.28 THz, 并且其阻带谐振频率的透射系数能够有限地被抑制.该滤波器的传输特性在30°入射角范围内具有良好的稳定性.设计的可调超材料带阻滤波器将在太赫兹无线通信、传感等方面有潜在的应用前景.

利用全矢量耦合模方程提出并分析了一种基于纤芯存在光致双折射的长周期光纤光栅的环境折射率传感测量方法.以波长为谐振波长的完全偏振光为入射波, 通过分析不同环境折射率下输出光的偏振态在邦加球上与参考点间球面距离的变化测量环境折射率.分析表明,在环境折射率1～1.30范围内包层半径为20.75 μm的长周期光纤光栅传感器线性特性良好, 灵敏度为0.356/RIU, 可应用于湿度和气体的折射率测量;该分析方法适用于其他类型的双折射长周期光纤光栅传感器的设计.

通过理论与实验研究了光学厚度对Tm³⁺:YAG材料光谱烧孔孔深的影响。提出了一种用于分析光学厚度对光谱烧孔孔深影响的新模型。该模型从理论上推导了烧孔孔深与光学厚度的关系。根据提出的理论模型，当温度大于4 K时，通过选择合适的光学厚度可以使光谱烧孔孔深得到最大值。最后通过使用合适的激光与Tm³⁺:YAG材料所形成的光谱烧孔实验证明了实验结果与理论分析是相一致的。

仿真分析了单轴晶体光纤的两层介质模型与三层介质模型所得纤芯模有效折射率的差别，并基于该差别对长周期光纤光栅的外界环境折射率、温度和轴向应变传感灵敏度进行了仿真分析。结果表明，对两层、三层介质模型的纤芯模，尤其对薄包层光纤有效折射率有较大差别；用两层介质模型和/或材料的折变系数计算所得的长周期光纤光栅的外界环境折射率、温度和轴向应变灵敏度有较大的误差，需应用三层介质模型以及模式的有效折变系数进行准确计算。据此计算了上述3种传感灵敏度与光纤包层半径及包层模序数的关系。为长周期光纤光栅传感器的分析设计提供了指导。

采用拍频法对两台同类型号独立激光器的稳定度进行了测量。从拍频理论出发，得到了拍频信号稳定度与待测激光器和参考激光器稳定度三者所满足的平方和关系，对于稳定度一致的两台同类型号激光器，由拍频信号稳定度可以得到待测激光器的稳定度。实验中将New Focus公司生产的两台同类型号激光器(TLB-6017)进行拍频，根据拍频信号稳定度测得激光器稳定度为1.36×10-8，频率漂移量为5.1 MHz(1 s积分时间)。实验结果与激光器出厂指标[稳定度1×10-8、频率漂移量5 MHz(1 s积分时间)]相比，稳定度在同一量级，频率漂移量的相对误差为2%。此方法避免了通常测量激光器稳定度时所需的高稳定度参考光源的限制，为激光器稳定度的测量提供了一定的参考。

误码率(BER)是非对称限幅光正交频分复用(ACO-OFDM)的一项重要性能指标，子载波个数是影响这一性能指标的重要因素。通过理论推导及仿真证明的方法，分析了子载波个数对光域单边带ACO-OFDM信号在单模光纤中传输时系统误码率的影响。结果表明，在总传输速率一定时，改变子载波个数从128个到16384个，所需要的总带宽改变不超过0.775%。并在此基础上，通过实验证明了不同的传输速率下ACO-OFDM系统均存在使系统误码率最低的最优子载波个数，实验结果表明该最优子载波个数随传输速率的增加而增加。

基于在折射率引导型光子晶体光纤(PCF)上写制长周期光栅(LPG)，并填充折射率温度敏感型液体，提出了一种新型温度传感器。应用全矢量有限元法，计算了在六角形结构排列的大模场面积光子晶体光纤(LMA-PCF)的空气孔中填充液体乙醇前后，PCF的纤芯基模和包层模的模场分布和色散曲线。根据耦合模理论，分析了光子晶体光纤长周期光栅(PCF-LPG)的传输谱随温度变化的关系。研究表明，填充液体乙醇后，在-20 ℃~80 ℃范围内PCF-LPG传输谱中心波长随温度近似以线性变化，其温度敏感度为1.766 nm/℃。