在光纤中传输的光信号,其偏振态(SOP)会受到外界环境的影响而发生随机变化,因此在偏振复用光纤通信系统、偏振编码光纤量子密钥分发(QKD)等系统中,需要插入光纤信道偏振补偿模块对光纤中随机双折射效应引起的偏振态变化进行实时补偿,以保证相应通信系统能够正常工作。根据波分复用光纤信道偏振补偿的理论模型,实现了偏振态相互共轭的两路参考光的制备,采用集成化的偏振探测器对实时变化的偏振态进行检测。在此基础上,提出了一种可以实时补偿光纤信道偏振变化的实验系统,该系统可以应用于偏振复用的光纤通信系统中,也可应用于光纤QKD系统中。实验数据表明,所设计的实验系统可以保障QKD在5 km传输距离下连续稳定运行8 h以上,量子比特误码率为1.96%。

利用对称分步傅里叶法，数值模拟了光孤子在双折射光纤中的传输特性，分析了孤子脉冲两正交偏振分量的群速度失配对孤子传输产生的影响.结果表明，当光纤的双折射较小时，两偏振分量的脉冲强度变化不大，孤子基本能够保形传输；当光纤的双折射较大时，两偏振分量脉冲很快展宽，强度迅速减小，孤子不能够保形传输；如果光纤的双折射具有随机性，孤子传输的两偏振分量脉冲强度会随着传输距离有强弱不规则的变化，但是两偏振分量的强度变化互相补充，合成强度没有太大的变化，孤子能够稳定的传输；孤子间没有相互作用影响的传输距离随着光纤随机双折射偏振分量群速失配的增大而变小；通过选择恰当的振幅比，传统的不等振幅法仍然能够有效地抑制孤子间的相互作用.

研究了偏振相关的集总放大方案对非线性脉冲传输特性的影响.提出利用非线性增益的偏振相关集总放大方案去抑制脉冲偏振成分的分裂-融合碰撞行为和由随机双折射引起的线性色散波.数值计算结果表明:采用具有非线性增益的偏振相关集总放大方案,经过第一个放大器后脉冲的差分群时延变小,这说明了周期性的脉冲分裂-融合碰撞行为得到了有效的抑制.并且,随后的放大器因不同偏振相关的增益将促使脉冲偏振成分要么以呼吸振荡行为出现,要么以时域完全捕获行为出现.