5G物理层以帧为单位进行信息传递, 帧同步点的准确与否将极大程度地影响后续信道的性能。针对现行同步算法检测同步点不准确的问题, 文章分析了主同步信号(PSS)序列的三阶相关特性, 根据此特性提出并实现了一种新型定时同步算法。仿真结果表明, 当信噪比下降至-7 dB时, 新算法检测同步点的准确率比传统算法提高了20%。新算法的空间复杂度与传统算法一致, 时间复杂度的增加也在5G同步过程的允许范围之内。

本文采用共线和非共线两种大动态范围扫描三阶相关技术测量飞秒激光脉冲，并对其测量结果及其特征进行了理论和实验分析。实验发现，共线式扫描三阶相关方法由于存在基频光在空气中通过三倍频过程直接产生三次谐波的现象，导致实际能够测量的动态范围下降；而非共线式扫描三阶相关技术虽然对脉冲强度具有较高的动态测量范围，但非共线夹角和光斑的大小对测量脉冲宽度有很大的影响。理论计算和实验结果表明，非共线情况下，入射到和频晶体上的光束夹角和光斑直径越大，测量得到的脉冲宽度也越大。共线和非共线两种方式均不影响对次脉冲位置的判断，但由于非共线式三阶相关测量得到的脉冲宽度增加，主脉冲附近的小脉冲结构或者距离较近的两个脉冲将会难以分辨。

为了准确测量皮秒量级超短脉冲的信噪比，扩大测量仪器的可测动态范围，针对高功率超短激光脉冲在相关过程中产生参量荧光的问题,研制了一台重复频率扫描测量的三阶相关仪，并在皮秒域短脉冲光学参量啁啾脉冲放大(OPCPA)抽运源上开展了测量技术研究。研究实验表明，通过采用大角度非共线匹配方式，消除了参量荧光对测量过程的影响，进而通过结构优化降低了背景噪声的影响，使可测动态范围达到107左右。由于互相关技术的非对称性，该测量系统可同时提供时间波形的分析功能。测量结果显示，激光脉冲前沿与双曲正割(sech)型曲线比较吻合，而脉冲后沿与高斯型曲线吻合得比较好。

在超强超短激光脉冲与物质相互作用过程中, 良好的激光脉冲对比度是一个非常重要的参数指标。为了扩大对超短激光脉冲对比度的测量范围, 准确地测量超短激光脉冲的对比度, 利用非线性晶体对激光脉冲强度变化十分敏感的特性, 研究了超短激光脉冲三阶相关信号的产生过程, 并在此基础上, 研制了一台三阶相关仪, 对一台飞秒激光振荡器进行了脉冲对比度的测量研究。测量结果表明, 通过在测量光路中加入聚焦透镜进行聚焦准直, 可以有效提高激光脉冲的倍频效率, 从而大幅提高该三阶相关仪的可测动态范围。该测量系统目前可实现的可测动态范围达到约108。

在飞秒激光放大系统研制以及激光与物质相互作用研究过程中,良好的脉冲对比度是十分重要的一个指标,为了准确地测定激光对比度,我们利用非线性晶体对激光强度变化十分敏感的特性,研制了一台三阶相关仪,并对一台飞秒激光器进行了脉冲对比度的测量研究,所得结果揭示出了二阶相关仪所无法得到的信息,为测量飞秒激光脉冲的对比度提供了一种简便的方法.

为了准确地确定飞秒激光对比度的信息,基于两束不同激光的互相关原理,利用非线性晶体对激光强度变化十分敏感的特性,研制了一台三阶相关仪,并用其对钛宝石激光放大系统输出的飞秒激光脉冲进行了测量,得到了有关该系统的强度对比度的信息.结果显示:该系统输出的激光对比度在10⁶左右,在脉冲的前沿和后沿有很强的ASE辐射,并且延续了很长的一段时间;种子脉冲的对比度在10⁵左右,而且在主脉冲前约2ps的位置上,有一个强度很低的小脉冲,在主脉冲的两翼各有一个非常小的台阶.

建立了一台动态范围大于107的三阶相关装置, 利用它对飞秒放大激光脉冲的背景强度的时间分布进行了测量。 测量结果显示, 在激光主脉冲的前后, 分别存在有强度为主脉冲强度的10-5倍的本底噪声。

本文提出用单延迟三阶、四阶相关函数,经傅里叶交换获得脉冲形状的方法.在实验上用克尔快门测量了YAG被动锁模激光脉冲的三阶和四阶相关函数,并用该方法获得脉冲形状.文中还讨论了脉冲对称性对恢复脉冲的影响.