为了研究光通信中发射端在不同脉冲位置调制(PPM)阶数下脉冲信号平均发射功率变化的问题, 基于掺镱光纤放大器理论分析模型, 采用两级放大系统, 通过优化增益光纤长度对不同调制阶数下的光发射系统平均输出功率特性进行了仿真研究。仿真结果表明: 在泵浦功率限制下, 不同调制阶数下的最优增益光纤长度会受泵浦功率的影响而变化, 随着调制阶数增大, 最优增益光纤长度也增大, 但对平均输出功率的影响较小; 当固定光发射系统硬件条件不变时, 不同调制阶数下的信号平均输出功率不相等, 128PPM的平均发射功率只有4PPM的51%左右, 发射功率损失近3 dB。

为了探索飞行时间技术在中短距离长度测量方面的应用，提出一种测量光纤折射率和长度的方案。基于飞行时间技术原理的 TDC7201芯片，配合微控制器、激光发射机和激光接收机等器件和模块，构成一套测 量系统，理论上可对长度范因为 2 cm～100 km的光纤进行测量。以该方案搭建了一个实验平台，对约 1 cm、2 cm、3 cm、以及 1.5 m、5.1 m、20 km、 70 km和 90 km等多种长度的光纤进行了折射率或长度测量。 结果表明：该方案最短测量距离为 1 cm，最长测量距离起过 90 km，在测量长度约 5.1 m的光纤时，系统的标准差可达 0.9 mm。

灵敏度是衡量传感器的重要指标之一, 基于双折射光纤环镜(PM-FLM)应变传感器灵敏度理论模型, 通过数值模拟与实验的方法, 在不增加系统复杂性的前提下, 通过自身性能优化PM-FLM轴向应变灵敏度; 同时研究了双折射光纤(PMF)长度对PM-FLM轴向应变灵敏度的影响。 研究结果表明: 对于相同PM-FLM, 可以选择长波长监测点优化轴向应变灵敏度; 对于双折射率相同的PM-FLM, 可以选择双折射应变系数较大的PMF优化轴向应变灵敏度。 对于双折射应变系数相同的PM-FLM, 可以选择双折射率较小的PMF优化轴向应变灵敏度。 PM-FLM传感器应变灵敏度与PMF长度无关。

新一代光纤传感系统对光纤长度测量精度的要求越来越高, 因此提出了一种基于Sagnac干涉仪的光纤长度测量方法, 介绍了该测量方法的基本原理和实验装置, 并进行了不同长度光纤的测量实验, 研究了光源偏振态和光纤扰动对测量结果的影响。结果表明, 所提方法的测量精度可以达到厘米量级, 测量范围可以达到1～10 km。

分析了混沌光注入功率和单模光纤长度对布里渊散射斯托克斯光线宽的影响，发现随着注入混沌光功率的增大，斯托克斯光线宽逐渐减小；当注入的混沌光功率达到一定值时，斯托克斯光线宽几乎不变。分析了注入混沌光功率和单模光纤长度对后向散射功率的影响，发现当注入混沌光功率一定时，后向散射功率随着光纤长度的增加而迅速增大，当光纤长度超过15.41 km时，后向散射功率趋于饱和。讨论了混沌受激布里渊散射光阈值的影响因素，结果表明，混沌受激布里渊散射光阈值很高，比传统的连续光注入光纤产生的受激布里渊散射阈值高约19 dB。

为提高光纤陀螺干涉仪保偏光纤长度误差量的测量精度，提出了一种基于四态方波调制的新的解决方法，将对光纤陀螺Sagnac干涉仪光纤长度误差量的测量转化为对探测器响应信号中尖峰脉冲的测量，并利用调制频率倍频技术实现了对尖峰脉冲的精细化测量。依据该方法设计制作了一套可检测光纤长度误差量的系统，达到了0.2 m的测量精度(2 000 m光纤)。实验结果表明，与普通保偏光纤测量方法相比，该方法测量精度高、速度快，为光纤陀螺的工程化装配提供了保障。

采用粒直径为4.4 nm 的PbSe 量子点及紫外(UV)固化胶,制备了掺杂质量浓度为0.1~6.0 mg/mL、不同长度的固态纤芯量子点光纤.通过测量量子点光纤吸收谱,确定了量子点光纤980 nm 波长随掺杂浓度和光纤长度变化的吸收截面.测量了量子点光纤的光致荧光(PL)谱,其峰值光强随掺杂浓度和光纤长度变化,存在一个与最大峰值强度对应的掺杂浓度和光纤长度.实验结果有助于对PbSe量子点光纤放大器和激光器的进一步研究.

采用布拉格光纤光栅作为谐振腔,实现了 980nm半导体激光器端面泵浦下的双包层掺镱光纤激光器的连续和调Q运转.连续激光实验结果表明,在泵浦功率固定时,增益光纤存在激光输出功率最大情况下的最佳长度,当泵浦功率增大时,最佳增益光纤长度也随之增加.采用石墨烯分散液作为可饱和吸收体,插入增益光纤与布拉格光纤光栅之间,实现了光纤激光器的稳定被动调Q运转.当泵浦功率为2.87 W时,得到了最小脉冲宽度33 ns、重复率38.5 kHz的脉冲序列;随着泵浦功率进一步增大,出现不稳定的调Q锁模现象.

提出了一种基于光脉冲延迟的光纤长度测量新方法。该方法中，光源被调制后经光纤耦合器分成两路，分别经过被测光纤和参考光纤，调节调制信号的频率使两路信号重合，通过调制频率分析计算出被测光纤的光纤长度。该技术与传统的光时域反射计（OTDR）相比，测量精度由米级提高到厘米级；与光频域反射计（OFDR）、光相干域反射测量仪（OCDR）及基于频移不对称Sagnac干涉仪相比，其对光源的稳定性和相干性要求较低，系统易于实现。实验结果表明，基于光脉冲延迟的光纤长度测量方法不仅测量动态范围大而且测量精度也很高，850 nm波段和1300 nm波段测得的多模光纤最大长度分别为10 km和20 km，测量精度可以达到厘米级。

设计了一种基于法布里-珀罗(FP)标准具的双环路光电振荡器(OEO), 该振荡器能将连续的光功率转换为稳定的频谱纯净的微波信号。FP标准具具有滤波的特性, 因此可以替代普通OEO中的电滤波器从而降低电噪声, 此外, FP标准具是一种高Q值的光学器件, 可以缩短普通OEO所使用的光纤长度。双环路结构的引入能够更好地保证振荡器的单模输出, 进一步降低相位噪声。仿真结果证明这种新型结构的OEO可以实现20GHz范围内振荡频率为15GHz的单模起振, 边模抑制比超过150dB, 使用的两条光纤环路长度分别为5m和36m。