提出并研究了一种基于保偏光纤双折射特性的函数波形信号发生器。发生器采用正弦微波信号调制连续光波，光波经45°偏振控制后耦合进入保偏光纤，利用光纤双折射特性在快慢轴两个正交光场分量间引入可控时延差，经光电检测后的光电流表达式可由傅里叶级数余弦谐波项构成，结合宽带90°电桥亦可获得傅里叶级数正弦谐波项构成，因此模型具备可调谐函数波形输出特性。分析结果表明，通过控制发生器三个变量，即偏压相移φ、调制系数β和时延差τ，可对傅里叶级数各谐波系数进行灵活调控。分析并讨论了各变量之间的关系，利用光学仿真验证了方案的可行性。当限定均方根误差（RMSE）≤5%，可获得0~30%可调顶边梯形波和20%~80%可调对称三角波。

提出一种基于啁啾极性调制的线性调频(LFM)信号光学产生和应用方案。利用两台并联的马赫-曾德尔调制器和一台相位调制器产生跳频载波，将单啁啾LFM信号调制到该载波上，经过光电转换后，可以产生啁啾极性可调的LFM信号，且实现了载频和带宽的四倍频。仿真验证了所提方案产生倍频LFM信号、测量多普勒频移以及在无线通信上应用的可行性。输入频率为4～6 GHz和5～6.5 GHz的LFM信号时可分别产生16～24 GHz与20～26 GHz的三角波调频信号，时宽带宽积扩展为8倍；对速度为800 m/s的运动目标进行速度测量，并利用模糊函数分析该信号对距离多普勒耦合问题的改善效果；在通信功能的仿真验证中，接收端匹配滤波成功恢复出码率为0.1 Gbit/s的10位二进制序列。所提方案结合了啁啾极性调制和微波光子倍频技术，可产生三角波调频信号，从而实现雷达的速度、距离联合测量，提升雷达探测分辨率，并且利用啁啾极性调制实现通雷一体化应用。

提出了基于偏振复用双平行马赫-曾德尔调制器(PDM-DPMZM)的基频/倍频三角波和方波产生方案。DPMZM1加载驱动射频信号,DPMZM2不加载驱动射频信号仅进行光载波相移时,检偏拍频后可产生载波基频的三角波和方波信号;当DPMZM1和DPMZM2同时加载驱动射频信号,且相位差控制为90°时,两路偏振光独立拍频后,可以产生载波二倍频的三角波和方波信号。通过改变射频信号的相位差和连接方式,仿真中分别产生了重复频率为10 GHz和20 GHz的三角波方波信号,通过射频信号幅度偏移和直流偏置漂移验证了方案的稳定性。所提方案采用了单调制器,且无需光电滤波处理,具有产生信号格式可重构、信号参数可调谐的优势,可满足未来高频电子系统的应用需求。

提出了一种基于最小二乘拟合的三角波调幅激光测距方法,设计了具有光程差的参考信号和测量信号两路信道,采用改进的最小二乘直线拟合算法对两路回波信号进行拟合,得到了关于三角波的拟合参数和奇异特征点;根据两路信号特征点所携带的时移信息之间的关系,可用所提方法进行测距。在10 kHz三角波调制频率的实验条件下,采用几何理论计算得出所提测距方法在测量距离为10 m时的平均测量精度能达到3.2 mm。实验结果证明了该测距方法的有效性,在短距离激光测距方面具有一定的应用前景。

太赫兹雷达在测点目标时具有极高的分辨力。然而在多目标条件下，使用经典的线性调频波形调制可能会引起错误的差频组合，从而出现虚假目标。为此，提出一种工作在0.22 THz频段的改进波形，它由梯形波与三角波两部分组成。通过梯形波的上、下扫频计算速度-距离的模糊范围，并通过恒频段检测目标的相对速度。由于速度-距离交叉点的不匹配，虚假目标仍存在，而后续的不同调频斜率的三角波则能在其基础上完全剔除虚假目标。文中给出了这种体制的太赫兹雷达系统的架构，并通过近乎现实的仿真，证明在这种新型波形体制下，太赫兹雷达差频配对的准确度将得到大幅度提升。

为了克服传统任意波形生成方法中电子瓶颈问题, 分析了基于微波光子学的射频任意波形的技术类型、特点和应用背景, 采用一种基于并联马赫-曾德尔调制器的倍频三角波生成方法, 引入均方根误差对输出信号和理想波形来评价, 并进行了理论分析和仿真验证。结果表明, 通过10GHz驱动信号生成了20GHz的三角波信号, 均方根误差为0.038, 即输出信号与理想信号吻合度较高;与其它方法相比, 该方法可生成倍频三角波, 信号波形与理论波形吻合度良好。该研究对未来基于微波光子学的射频任意波生成有指导意义。

在现有的针对复杂物体表面形貌的三维测量方法中，为了完成绝对相位的测量，通常需要处理至少6幅条纹图像，限制了测量速度。提出了采用2幅正弦条纹和2幅三角波条纹图来获得物体三维形貌的方法。利用两步相移正弦条纹和两步相移三角条纹得到截断相位，再利用两步相移三角波条纹得到条纹级次，减少了投影条纹幅数，提高测量速度。在得到条纹级次时，计算三角波条纹强度调制和强度对比度，与计算相位相比，可以减少数据处理的时间，进一步提高测量速度，同时能减小物体表面反射率的影响，提高了测量精度。测量最大高度为39 mm的阶梯状标准块，得到的最大绝对误差和最大的RMS误差分别为0.045 mm和0.041 mm。验证了该方法的有效性和实用性，在高速实时的复杂形貌三维测量中有广泛的应用前景。

利用光电振荡器(OEO)产生微波信号, 结合马赫-曾德尔调制器(MZM)的调制偏振敏感特性, 设计一种将微波三角波信号产生功能嵌入OEO系统的三角波和正弦信号发生器。MZM工作在最小传输点, 光场的偏振角通过偏振控制器调节后与调制器的最佳调制轴成一定夹角, 使平行于最佳调制轴的光场受载波抑制调制产生奇阶边带, 而正交分量的光场不被调制。两部分光场以符合三角波傅里叶关系的比例通过检偏器投影至同一方向, 并在光电探测器(PD)上拍频产生三角波信号。该三角波信号经过电带通滤波器后, 得到微波正弦信号输出并反馈完成OEO的振荡过程。理论上对三角波的产生原理进行分析和仿真, 实验上得到了质量良好的重复频率为5 GHz的三角波和正弦信号。本方案只需增加少量器件即可使OEO同时产生三角波、正弦信号, 结构简单, 具有实用性。

提出并验证了一种利用载波抑制调制和半导体激光器注入锁定相结合的倍频三角波产生方案。方案中激光器发出的连续光经正弦信号驱动的马赫-曾德尔调制器进行抑制载波调制后分为两路, 一路保持不变, 另一路注入分布反馈激光器锁定放大调制光的高阶谐波分量, 获得六倍频信号。两路信号经相位和功率比控制, 合路后在光电探测器中叠加产生二倍频的三角波信号。实验利用频率为3 GHz和4 GHz的正弦调制信号产生了6 GHz和8 GHz的二倍频全占空三角波信号。理论分析和实验结果均证明了此方案的可行性, 避免了复杂的谱线操作, 所提方案更加简单高效, 在高重复频率三角波产生方面有显著优势。

可调谐二极管激光吸收光谱技术中的波长调制方法具有适应恶劣环境以及灵敏度高等特点,在气体浓度测量方面得到了广泛应用。与常用的正弦波调制相比,三角波调制方式具有更高的灵敏度,但一般采用标定的方法来实现气体浓度的测量。提出了基于三角波调制的免标定波长调制方法,建立了分布反馈激光器在三角波调制下的频率响应模型。实验结果表明,使用所提频率响应关系式可使标准具信号拟合结果的相对残差小于0.4%,一次谐波归一化二次谐波信号拟合结果的相对残差小于1.2%,证明了该模型的可行性;实现了基于三角波调制的CH₄气体浓度的免标定测量。