在脉冲法激光测距系统中，由于电光/光电转换、目标物的位置及反射率变化，回波脉冲的幅值和脉宽通常会发生改变，导致直接使用固定阈值法时测距系统会产生较大的误差。虽然自动增益控制系统可以减少该误差，但当前大部分自动增益控制都是通过峰值保持电路测量回波脉冲的峰值，存在保持峰值衰减、不稳定、响应速度慢等问题。为此，本研究使用250 MHz高速模数转换模块采集回波脉冲的峰值，并在现场可编程逻辑门阵列内实现峰值保持与清零。与带有峰值保持电路的自动增益控制系统相比，该系统具有电路简单、电压峰值不会衰减、响应速度更快等优点。实验结果表明：设计的带有改进型自动增益控制的激光测距系统可以有效地把回波幅值控制在较小范围内（0.76~1.44 V），从而减小测量误差。

为降低海洋湍流对水下光通信系统链路性能的影响, 将光孤子脉冲应用于水下通信。假定水下通信系统采用开关键控调制, 信道采用描述海洋弱湍流的Lognormal模型, 推导出了海洋闪烁系数的具体表达式和含形状因子和闪烁系数的通信误码率表达式,仿真分析了不同湍流强度、海洋湍流参数下光孤子、矩形、高斯脉冲光束的通信误码率, 最后从脉冲时域角度对比研究三种脉冲光束。结果表明：随着湍流强度的变化, 信噪比为5 dB时, 光孤子脉冲的误码率比高斯型和矩形脉冲的误码率低至少3个数量级。接收孔径和温度与盐度波动对海洋光学湍流贡献的比值是对水下通信误码率影响较灵敏的因素；随着海洋湍流影响因素的变化, 光孤子脉冲抵抗外界环境的能力强于其他脉冲, 其误码率始终小于高斯和矩形误码率。光孤子时域展宽比高斯、矩形展宽小, 但随着距离的增加, 三种脉冲展宽趋于一致。仿真结果验证了光孤子脉冲用于水下通信的优势, 可为下一步研究提供理论参考。

采用龙格库塔法和特征线法对光纤中受激布里渊散射耦合方程组进行数值求解, 研究斯托克斯脉冲的增益、能量和半高全宽对时延和脉冲展宽的影响.结果表明: 三角脉冲的增益、能量和宽度对时延和脉冲展宽都有影响, 最大时延随着脉冲能量的减小而增加.脉冲宽度越窄, 时延会越大.优化三角斯托克斯脉冲的增益、能量和宽度, 可以获得最大时延和小的脉冲形变.该研究可为光通信和传感器件设计提供参考.

中红外波段包含极其重要的大气窗口和众多分子的指纹区, 基于硫系玻璃的中红外光纤激光器逐渐引起人们的重视。由于硫系玻璃具有极高的非线性和色散特性, 脉冲激光在硫系光纤中的展宽成为发展中红外超短激光必须解决的重要问题。针对脉冲激光在硫系光纤中传输的展宽问题, 设计线性啁啾光纤光栅, 用于补偿高斯脉冲激光经过光纤之后的色散展宽。模拟结果表明: 光纤色散导致的脉冲展宽可以通过线性啁啾光纤光栅进行很好的补偿。进一步研究发现, 通过对设计的啁啾光纤光栅运用高斯变迹函数进行切趾优化, 可以显著改善色散补偿的效果, 以获得对脉冲激光色散展宽的完全补偿。文中的研究对于设计高质量的硫系中红外光纤激光器具有理论指导意义。

提出了一种基于脉冲展宽波形的插值与脉冲展宽效应补偿合并的数据恢复方案。该方案依据权系数同时实现了插值与脉冲展宽效应补偿, 解决了时隙抽样误差和抖动问题, 完成了脉冲位置调制时隙信号的数据恢复。仿真结果表明, 所提出的方案具有较好的稳健性, 可有效抑制时隙抽样误差和抖动。在译码时使用的抖动参数与实际抖动参数不匹配的条件下, 该方案的性能仍优于将插值与脉冲展宽效应补偿分离处理的方案。该方案将插值与脉冲展宽效应补偿合并在一起, 运算更简化。

大气分子和气溶胶颗粒对紫外光具有强烈的散射作用，以紫外光作为信息载体可实现非直视通信。研究紫外光通信中的脉冲展宽效应对于减小码间干扰、提高系统传输速率具有重要意义。基于蒙特卡罗方法建立了非直视紫外光在非共面通信系统中的多次散射传播模型，利用此模型模拟了发射端出射的紫外光经多次散射到达接收端的全过程。结果表明，非直视紫外光在非共面通信系统中的脉冲响应的半峰全宽随着发射端和接收端仰角、接收端偏转角的增大而增大；多次散射对脉冲展宽的贡献随着发射端和接收端仰角增大而增大；采用开关键控调制方式，系统可传输的最大码速率随发射端和接收端仰角的增大而减小。

在空间光通信系统中，每个入射光脉冲都会发生脉冲展宽效应，导致时隙似然比计算时出现信息丢失，系统性能下降。文章基于PPM（脉冲相位调制）与LDPC（低密度奇偶校验码）迭代解调系统，研究了用时隙似然比加权的办法来补偿脉冲展宽带来的影响。针对服从指数分布与高斯分布两种情况的脉冲展宽，分别采用指数似然比补偿和高斯似然比补偿两种方法进行似然比计算。仿真结果表明，脉冲展宽服从标准差为0.46的高斯分布时，采用似然比补偿的方法可以使误码率性能提高1.3 dB。在一定抖动范围内，高斯补偿和指数补偿具有很好的互换性。

脉冲展宽问题对无线光通信系统的码间串扰影响很大。根据广义惠更斯-菲涅耳原理和修正冯·卡门谱模型，对部分相干高斯-谢尔模型脉冲(GSMP)光束在大气湍流中水平传输时的脉冲展宽问题进行了详细的数值分析。推导出了部分相干GSMP光束在大气湍流中频域和时域的平均光强表达式及脉冲展宽表达式。结果表明：部分相干GSMP光束的扩展受湍流的影响比完全相干GSMP光束受到的影响要小，束腰半径越小的光束受到湍流的影响越大。在频域中，相同的传输条件下，湍流越强且外尺度越大，GSMP光束的展宽效应越明显；在时域中，随着初始脉宽的增加，接收端的相对脉宽迅速减小，在40 fs之内，相对脉宽很明显，大于40 fs时，接收端的脉冲宽度与初始脉宽无明显差别。

：激光目标回波模拟器是激光制导**系统半实物仿真中的关键设备。激光目标模拟器的关键技术之一是建立激光脉冲时域特性模型。因此，建立了大气湍流对激光脉冲展宽的模型，将大气等效成多层折射率变化的介质，分析了多层介质对激光脉冲的展宽机理，同时根据目标反射特性建立目标反射特性模型, 并对模型做了仿真验证。计算了距离在10 km时，激光发散角1 mrad、激光波长1 064 nm条件下的脉冲展宽最大值为10 ns。最后给出了一个平面目标的模拟数据。研究结果可以应用于激光雷达回波目标模拟器中。