回顾了水下轨道角动量（OAM）模式光通信的研究进展，简要介绍了OAM模式的原理和产生、测量方法，全面综述了水下OAM模式的多种光通信方式（编码、复用、广播）以及涉及空水界面的光通信和快速自动对准辅助的光通信，同时介绍了水下其他结构光通信和基于OAM模式的复杂介质光通信。讨论了该领域的未来发展趋势。作为一种空间结构光场，将OAM模式引入水下光通信可开发空间新维度资源，为光通信可持续扩容提供新途径，提高无线光通信在水下短距互连的优势；OAM模式与水下传统通信方式及水下感知技术相结合，有望更好地满足未来高速海洋环境通信和高效海洋资源开发的发展需求。

目前，绝大部分应用于各类医疗场景的无线解决方案是基于传统射频的技术范式，因而必须要面对电磁干扰及医疗数据泄露等诸多潜在风险。另一方面，无线光技术具有频谱资源丰富、保密性强、抗电磁干扰、免频谱授权等诸多天然优势。因此，为充分发挥上述技术潜能，学术界和产业界正积极地从多个维度将多样的无线光技术引入到电磁敏感医疗场景。为清晰地阐述无线光技术在医疗场景应用的研究进展，分别从医疗无线光有源链路、医疗无线光无源链路、医疗无线光中继链路、医疗无线光原型实验等方面进行了梳理。此外，初步提出了医疗无线光技术进一步发展所要应对的主要技术挑战，给出了潜在解决方案。

智慧矿井平台能够提高采矿产量，其中通信、定位和传感系统能够保证矿工和矿物的安全。传统射频信号带宽不足、衰减严重和通信设备笨重等因素限制了其在矿井中的应用，第五代移动通信技术可应用在矿井下，但依然存在电磁干扰问题。无线光信号具有免疫电磁干扰和带宽宽的优势，而且无线光通信、定位和传感可借助矿井下光源设施，减少了通信设备成本和损耗。文章分别从无线光传播特性、通信方案、定位和传感几个方面介绍了矿井无线光研究现状，最后对矿井无线光通信小区布设、光源设计、中继方案和矿车防碰撞的发展进行了展望。

为明确光载波无线传输系统中, 复合传输相比单独传输的优越性, 实验对比了单独传能、单独通信、复合传输三种结构在传输距离为0.1 m、接收的光功率估值为3.5 mW、光通信速率为1 kbps时的输出特性.结果表明, 单独传能系统在与电感串联的负载为4 kΩ时, 电池板输出最大功率为1.82 mW, 复合传输系统在与电感串联的负载为5 kΩ时, 电池板输出最大功率为2.1 mW, 比单独 传能系统高出15%; 与电容串联的负载较低时复合传输系统输出信号波形发生畸变, 优化负载后波形得以改善, 相同条件下幅值比单独通信系统高出1.52 V.

针对以往研究未在最佳解调下讨论脉冲位置调制(PPM)差错性能的不足及数字脉冲间隔调制(DPIM)调制结构不利于误符号率(SER)分析的问题,基于湍流信道,提出极大似然判决(ML)下PPM误符号率精确计算式及其联合界和一种基于包传输的DPIM误符号近似计算模型,并应用成对差错率原理,推导了系统误符号率与误比特率(BER)的变换关系。仿真分析表明,联合界为PPM提供了便于分析的降复杂度误符号率近似上界,ML下PPM较易受湍流变化影响,但性能明显优于开关键控(OOK)和DPIM,DPIM误符号率及误比特率不及OOK,适于出错重传系统,单工通信中则不宜使用。所给建模方法及分析结论对其他定长及变长调制具有适用性。

基于弱湍流的无线光通信系统信道模型,对开关键控(OOK)、脉冲位置调制(PPM)、差分脉冲位置调(DPPM)、数字脉冲间隔调制(DPIM)和双头脉冲间隔调制(DH-PIM)调制方式的符号结构、发射功率、传输带宽以及误包率进行了理论推导和对比分析。结果表明,PPM必须需要符号同步和时隙同步,而DPIM、DPPM、DH-PIM调制只要求时隙同步。OOK的平均发射功率最大,PPM的平均发射功率最小,DH-PIM比OOK小但是比DPIM和DPPM大,DPIM发射功率特性略优小于DPPM。当M=6时与OOK调制平均发射功率比较,PPM调制节约功率约15 dB,DPPM和DPIM调制节约功率约12 dB,当α=2时DH-DPIM调制节约功率约10 dB。OOK带宽需求最小,PPM带宽需求最大,DPIM的带宽特性略大于DPPM,DH-PIM带宽需求大于OOK但小于DPPM。当M=6时与OOK带宽比较,PPM带宽需求约为OOK的11倍,DPPM和DPIM的带宽需求约为OOK的6倍,当α=2时DH-DPIM带宽需求为OOK的3倍。在相同平均背景光子和相同平均光脉冲接收光子的条件下PPM、DPIM、DPPM、DH-PIM和OOK调制方式的误包率依次增大。

借助量子密码术和卫星可以实现全球性的保密通信网络。但使用现有的单光子探测模块搭建星地量子密钥分配(QKD)系统,接收端就面临着空间光多模光纤耦合的技术挑战。空间光多模光纤耦合条件对星地量子密钥分配系统的跟瞄精度提出了严格要求。理论分析和定量计算表明,跟瞄精度ε与光束发散角θdiv的比值ε/θdiv≤0.5时,星地量子密钥分配系统的光子探测概率较高,系统可以正常工作;ε/θdiv≤0.1时,系统处于量子密钥产生速率为几kb/s的更理想状况。采用短波长更有利于满足空间光多模光纤耦合条件,同时有利于系统获得更高的密钥产生速率。