奇点光束包括基于相位奇点的轨道角动量(OAM)光束和基于偏振奇点的柱矢量光束(CVB)。OAM光束和CVB都具有正交性，可以作为空分复用的模式应用于光通信中，为光束复用提供一个新的自由度，大幅度地提高光通信系统的容量，在光通信中具有广泛的应用前景。文章首先介绍了OAM光束和CVB的数学描述和物理特性，然后重点综述了其产生和检测方法以及在自由空间光通信和光纤通信中的研究进展，比较了OAM光束和CVB在光通信应用中各自的优势与不足之处。最后，探讨了奇点光束复用光通信的应用方向和发展趋势。

基于导频辅助法,对相干光正交频分复用系统中采样时钟频率偏差进行估计和补偿, 并研究了导频的插入位置对该算法补偿效果的影响, 通过对五种不同的导频插入位置进行分析和比较, 得到最优导频插入位置.仿真结果表明: 本文算法即使在较大的频率偏移情况下也有较好的补偿效果, 并且采用该方法得到的光信噪比损耗不到1 dB, 可以有效地降低系统成本;不同导频插入位置对算法的补偿效果会产生影响, 在较小采样频率偏移范围内时, 导频平均插入方式为最优.如果采样频率偏移量较大, 在导频平均插入不能很好地补偿的情况下,导频应尽量插在低频位置.

针对偏振复用相位调制信号的全光波长变换特性问题，基于半导体光放大器中四波混频效应，建立了对偏振复用正交相移键控信号的全光波长变换理论模型.根据理论分析，建立了仿真系统，仿真结果表明：泵浦光与信号光之间的频率间隔、偏振复用信号中的一个信号与一号泵浦光的偏振夹角对系统转换效率和信号质量有影响；波长转换过程中交叉相位调制产生的相位噪音会对信号质量有影响，且当泵浦光功率较大、泵浦光功率远大于信号光功率时，交叉相位调制效应的影响较小，仿真结果与理论分析一致.本文研究方法和相关结论对其它偏振复用信号基于半导体光放大器四波混频效应的波长变换研究有一定的参考价值.

历经40多年的发展，我国已经发展成为世界光通信大国。文章主要介绍了我国光通信技术的发展状况及其与世界光通信技术水平的比较、光通信技术目前在我国的应用状况、我国光通信产业的发展现状以及所存在的主要问题等。

利用菲涅尔反射定律提出了一种测量液体浓度的新方法。整个实验装置结构简单, 主要由一个激光光源、三个光耦合器、两个光电探测器组成。光源所发出的光经过三个光耦合器后传输至光纤-液体表面发生反射, 反射回的光由两个光电探测器接收。在测量过程中引入参考光路, 利用相对技术, 使得被测液体的浓度值仅由相对接收光强R决定, 从而很好地解决了光源稳定性、环境干扰等测量难题。实验以食盐溶液和蔗糖溶液为测量对象, 实验结果与理论分析十分吻合。整个实验装置结构简单, 测量精度高, 易于操作, 测量稳定性能够达到99%以上。

研究了基于半导体光放大器平行双抽运对光正交频分复用信号进行全光波长变换的系统.信号光源经2Gb/s电信号直接调制后再和双抽运光耦合, 经半导体光放大器后, 由于四波混频效应而产生新的波长的信号光.实验结果显示, 经半导体光放大器四波混频效应后,产生新的波长的信号光将携带OFDM信号且偏振不敏感, 转换效率与双抽运光之间的波长间隔, 抽运与信号光波长间距, 信号光与泵浦光之间的偏振夹角等有关.同时也测量了转换的OFDM信号的功率-误码曲线和接收星座图.

使用分布式反馈(DFB)激光器对法布里-珀罗(F-P)激光器进行单模注入锁定。通过改变F-P激光器的偏置电流,DFB激光器的输出功率以及两激光器间的波长失谐量,对注入锁定F-P激光器的光谱特性、功率特性以及频率响应特性进行实验分析,找出影响注入锁定F-P激光器稳定性的因素,并测量注入锁定F-P激光器的稳定锁定区; 通过优化注入条件实现F-P激光器的高边模抑制比(SMSR)输出,最高可达55 dB; 通过与自由运转F-P激光器比较,发现注入锁定可以明显抑制半导体激光器在高频调制下光谱的展宽。注入锁定后F-P激光器的3 dB调制带宽接近14 GHz。实验结果表明,通过合理设计光注入条件,注入锁定技术可以明显改善F-P激光器的光谱特性以及高频响应特性,并在高速光纤通信领域中得到广泛应用。

研究了一种新型模拟双折射结构DWDM滤波器的中心频率和带宽的可调谐特性.研究表明:当给定满足一定平坦化要求的光谱透射率所需的各模拟波片中偏振旋转器的旋转角时,通过模拟波片中楔形介质对的相对位移来调节光在各模拟波片中的光程差,同时保持光程差仍满足特定的比例关系,可实现中心频率及带宽的调谐.当光在各模拟波片中的光程差变化较小时,可实现中心频率的调谐,此时带宽的改变很小,可忽略不计;随着光程差变化的不断增大,带宽的改变则不能忽略.

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。