由于湿端极简化，光纤光栅水听器系统中普遍存在的偏振诱导信号衰落和随机相位衰落等关键问题仅能采用复合型调制解调手段解决；光纤光栅的双向反射特性会引起传感通道间信号串扰增加等新问题。报道了一种光纤光栅水听器阵列，水下仅采用80个光纤光栅构成64基元水听器阵列。采用相位生成载波与偏振切换调制解调方案，系统本底相位噪声达到-95 dB/Hz@1 kHz，等效噪声压为36 dB@1 kHz。系统采用低反射率光纤光栅，结合8空分×2波分×8时分复用结构设计，系统的时分、空分和波分通道串扰均稳定在-40 dB以下。该研究为光纤光栅水听器的工程实用化提供了重要的实践探索。

现有的柔性波导器件存在加工制备难、机械柔韧性有限、可靠性程度低等难题。基于中性面理论,以聚酰亚胺(PI)薄膜为衬底,设计并制作了具有三明治叠层结构的柔性多模聚合物波导,通过多层中性面的构筑赋予柔性波导优异的结构可靠性和机械柔韧性。所制备的柔性聚合物波导具有低传输损耗(0.16 dB/cm@850 nm)和低通道串扰(<-40 dB)的特性。通过微机械设计使在机械变形过程中施加在波导芯层上的应变最小化,波导表现出优良的机械弯曲性能,其最小弯曲半径低至3 mm,且以1 mm弯曲半径弯曲1000次后,其传输损耗无明显增加。可靠性测试实验结果表明,柔性波导具有优异的热稳定性、耐老化性能以及可加工性能,经过湿度循环、温度循环以及无铅回流焊处理后,波导的传输性能并未发生明显劣化。该研究为具有优异机械柔性和环境可靠性的柔性聚合物波导的规模化生产和应用提供了一定的理论与技术指引。

采用二维光子晶体设计了一种可扩展的小型化准密集型八通道波分复用器结构。二维光子晶体是由硅介质柱在空气中按照三角格子周期性排列而成，通过设计直线主波导、下载腔和输出波导结构，利用腔和波导之间的耦合效应实现波长选择。所设计的腔由一个内柱和四个外柱构成，结构简洁，腔模式可通过内外柱的直径进行调控，实现多波长的选择，具有可扩展性。实现准密集型波分复用结构，八个波长分别为：1542.2，1544.2，1546，1548.2，1550，1552，1554.4，1557.6 nm，平均波长间隔为2.2 nm，插入损耗分别为-0.5，-0.25，-0.25，-0.7，-0.25，-0.5，-0.1，-0.1 dB，最大信道串扰为-12 dB。器件尺寸为19.8 μm × 11 μm，面积为217.8 μm²，实现了小型化、高透射和高隔离，为用于光集成奠定了基础。其中设计及分析通过COMSOL软件有限元方法完成。

模分复用技术可实现量子信号与经典光信号的共纤同传。针对量子模分复用同传系统构建同时存在非线性效应和模式耦合的量子密钥生成率模型,通过仿真计算量子密钥生成率与通信距离的关系。仿真结果表明:该系统的最大安全通信距离过短,且与传统量子密钥分发系统的性能相比存在较大差距。因此在此基础上提出基于双诱骗态的量子模分复用同传方案,以增大复用同传的最大安全通信距离。同时为了充分利用光纤信道的资源,对空闲模式信道进行多路量子信号复用传输,进一步改善量子模分复用同传系统的通信性能,缩小与传统的量子密钥分发系统的差距。

分析了光网络中大功率信号引起的带内串扰攻击, 攻击信号功率和光开光串扰系数是带内串扰攻击对用户信号质量产生破坏影响的主要因素。在VPI仿真软件中搭建实验系统, 以误码率为评价指标, 定量研究了带内串扰攻击对用户信号质量的影响及其攻击传播能力。结果表明, 当光开关串扰系数为-20dB、初始攻击信号功率高于用户信号功率20dB以上时, 在OXC1处, 经过第一级和第二级光开关的用户信号会受到攻击影响, 经过第三级光开关的用户信号几乎不受攻击影响。带内串扰攻击具有一定的攻击传播能力, 当初始攻击信号功率高于用户信号功率27dB、光开光串扰系数为-20dB时, 初始攻击信号的攻击能力可传播至OXC3, 同时, 二阶攻击信号基本不具备攻击传播能力。

讨论了基于Kolmogorov模型的大气湍流对于自由空间光通信轨道角动量（OAM）模式正交性、光束强度以及相位分布的影响。仿真研究了不同大气湍流强度对轨道角动量模式复用光通信系统中相邻模式之间的串扰。仿真结果表明，在弱大气湍流条件下，连续轨道角动量模式可以作为短距离自由空间光通信中的模式分配方案。在中等大气湍流条件下，轨道角动量模式间隔应该至少为3，才能保证信号串扰不至于影响到接收端的信号提取。

近年来光网络朝着高速率、大带宽的方向迅猛发展，承载着大量的信息传输任务，其安全问题受到越来越多的关注，其中，大功率信号对光网络的影响及防护技术成为光网络安全领域的最新研究热点之一。介绍了光网络中大功率信号引起的增益竞争攻击、带间串扰攻击和带内串扰攻击，分析了大功率信号引起的攻击效应对光网络中用户信号质量的攻击影响。从攻击检测和定位技术、安全路由防护技术等方面总结了针对大功率信号攻击效应的光网络安全防护技术。

分析了光网络中带内串扰攻击的攻击源特点, 提出了一种基于双参数比较的分布式多点带内串扰攻击定位算法, 该算法通过同时比较节点本身检测到的光信噪比参数和信号功率参数以及直接上游节点检测到的对应参数来判断攻击源的位置。仿真结果表明, 该算法能够实现对多点攻击情况下攻击源的快速准确定位。

理论分析了光网络中大功率带间串扰攻击的产生机理，得出了攻击信号功率和光纤非线性折射率系数是大功率带间串扰攻击对用户信号质量产生破坏影响的主要因素。在VPI 中搭建仿真实验系统，以误码率为信号质量评价指标，研究了大功率带间串扰攻击对用户信号质量的攻击影响及其攻击传播能力。结果表明，大功率带间串扰攻击会造成和攻击信号使用同一条光纤进行传输的用户信号质量劣化。攻击信号功率越高，信道间隔距攻击信号越近，光纤非线性折射率系数越大，用户信号受攻击影响越严重。大功率带间串扰攻击具有一定的攻击传播能力，当攻击信号功率高于用户信号功率27 dB 时，攻击信号的攻击影响可传播至第四个光交叉连接器。

攻击防护是光网络的一个重要问题。文章构建了光网络大功率带间串扰攻击和光放大器增益竞争攻击的传播模型，提出了一种限制物理层攻击影响范围的路由和波长分配算法。在路由分配阶段，该算法把具有较小最大光路攻击范围的路由分配给光路请求，以降低攻击影响范围。仿真结果表明，与常用算法相比，该算法能够有效限制物理层攻击影响范围，提升光网络的安全性。