调制技术是影响无线光通信质量的重要因素之一，探索合适的调制方式是无线光通信的内在需要，为此，全面深入分析不同新型组合脉冲调制的性能。详细地分析了脉冲位置调制(PPM)和数字脉冲间隔调制(DPIM)等传统调制方式，以及脉冲位置宽度调制(PPWM)、差分脉冲位置宽度调制(DPPWM)、双幅度脉冲位置调制(DAPPM)和双幅度脉冲间隔调制(DAPIM)等新型组合调制方式的符号结构；全面比较了以上调制方式的平均发射功率和带宽需求；在给定模型下分析了它们的差错性能。数值结果表明：DAPPM 的功率利用率最好，DPPWM 的功率效率最低。当二进制比特位M 取一定值时，PPM 的带宽利用率最低，DPPWM 的带宽利用率最高；随着M 的增加，DAPPM 的带宽效率与DPIM 的带宽效率非常接近。而从差错性能看，在相同的信噪比RSN 条件下，当M 取值一定时，DAPPM 的误包率与PPM 接近，均优于其他组合调制方式，随着M 或RSN 增大，系统误包率逐渐减少；同时，通过增大PPWM的r 参数、减少DAPPM 的α 参数，可适当改善差错性能。因此，要根据实际系统的要求选择合适的调制方式。

针对无线光通信系统中反向差分脉冲位置调制(RDPPM)功率利用率较低以及差错性能较差等问题，结合反向脉冲宽度调制方式(RPWM)与RDPPM，提出了一种新型组合调制方式，即反向差分脉冲位置宽度调制(RDPPWM)。研究分析了RDPPWM 的符号结构、平均发射功率、带宽需求以及在理想加性高斯白噪声(AWGN)干扰下的误包率，并与开关键控(OOK)、RDPPM、RPWM 等调制方式进行了比较。仿真结果表明，RDPPWM 可以获得较高的功率利用率，增加了信道容量，降低了带宽需求，且不需要符号同步；在相同信号接收功率-28 dBm 的条件下，RDPPM 的误包率是2.2×10-8，但是RDPPWM 的误包率却可以降低至2.6×10-12。故RDPPWM 为无线光通信的调制技术提供了一种新的选择。

针对数字脉冲间隔调制(DPIM)存在的问题和性能方面的不足，提出了一种新型的双幅度定长脉冲间隔调制(DAFDPIM)方式，对其调制结构进行了详细阐述，讨论了发射功率、带宽需求、传输容量和差错性能等问题，并与其他几种DPIM 的改进方式进行了仿真对比。理论分析和仿真结果表明：这种新型的DAFDPIM 方式能实现性能方面较好的平衡，并解决了DPIM 符号长度不固定的问题，在无线光通信系统中具有一定的应用前景。

根据激光测距方程,分别建立了激光测距机漫反射目标及合作目标测距能力的理论模型。通过数值计算,研究了不同大气能见度条件下及不同激光发射束散角条件下配置合作目标对激光测距能力的影响。结果表明,配置合作目标可有效提高测距能力,并且在有合作目标条件下可有效降低激光发射功率,进一步为提高人眼安全提供保障。

为了研究适用于室内无线光通信的调制方式，分析了开关键控(OOK)、脉冲位置调制(PPM)、差分脉冲位置调制(DPPM)、数字脉冲间隔调制(DPIM) 和双头脉冲间隔调制(DH-PIM)的调制结构，详细推导了各调制方式的平均发射功率、带宽需求、传输容量和误包率的公式，并进行了仿真分析。结果表明，PPM 的平均发射功率最小，DPIM、DPPM和DH-PIM次之，OOK的平均发射功率最大；OOK的带宽需求最小，DH-PIM、DPPM和DPIM次之，PPM的带宽需求最大；DPPM的传输容量 最大，DPIM和DH-PIM次之，OOK和PPM的传输容量最小；在相同调制阶数的条件下，PPM的误包率最小，DPIM、DPPM和DH-PIM次之，OOK的误包率最大。

脉冲激光探测的最大探测距离与发射信号功率有关, 根据系统发射端瞬时功率的形式, 通过计算得出了脉冲激光平均发射功率和最大瞬时功率分别与驱动电流的脉冲上升沿时间、脉冲宽度、脉冲重复周期的关系。结合传输衰减、弱信号检测和信号预处理过程中的信号功率变化, 得出了最大探测距离与激励电流波形参数、光电探测器参数、信号预处理电路噪声、信号预处理电路阻抗、比较器阈值电压的关系。在平均功率不变的情况下, 可以通过减小激励电流的占空比来增加最大探测距离。根据发射信号波形参数估算出脉冲激光探测的最大探测距离。

在无线光通信中,为解决脉冲位置调制（PPM）需要符号同步和数字脉冲间隔调制（DPIM）符号长度不固定造成调制器等待或缓冲器溢出的问题,提出了一种新的调制方式——定长双幅度脉冲间隔调制（FDAPIM）,分析了它的符号结构、发射功率、带宽需求以及在高斯白噪声下的差错性能,并和开关键控（OOK）、脉冲位置调制（PPM）、数字脉冲间隔调制（DPIM）、定长数字脉冲间隔调制（FDPIM）等调制方式进行了比较。理论分析与仿真结果表明,FDAPIM的误包率劣于PPM和DPIM,接近于FDPIM,但明显优于OOK。虽然FDAPIM的带宽要求较高,但其带宽效率和功率效率都优于FDPIM,且不需要符号同步,相对于PPM系统,实现的复杂性大大简化;相对于DPIM,其符号长度固定,不会引起调制器等待或缓冲器溢出。因此FDAPIM应用于无线光通信系统具有一定优势。

光通信具有设备体积小、重量轻等优点, 为了保证长距离通信的顺畅进行, 需要对发射功率进行安全系数较高的计算。分析了发射功率、光束发散角和接收灵敏度对系统通信距离与性能的限制。针对光通信中发射功率计算提出了一种安全系数更高的计算公式, 计算公式表明需要求出最小探测功率, 当通信所要求的误码率确定时, 探测器所需最小探测功率可以通过信噪比与接收器所需最小探测功率的关系计算得出, 在实际通信系统中, 探测灵敏度可以测出, 实际通信系统的透过率也可以测出, 探测器所需最小探测功率也可以通过检测得出, 通过实践验证两者结果吻合, 从而验证了发射功率计算公式的可行性。通过计算公式对安全系数最大情况下所能达到的通信距离进行了模拟验证。

高功率微波大气传播过程中,天线附近的功率密度最大,容易发生强电离或大气击穿,由此产生"尾蚀效应"等非线性衰减,因此,传输过程中产生的大气击穿限制了高功率微波天线的最大发射功率.通过分析天线近场模型,研究了矩形口径天线和圆口径天线的近场轴向功率密度分布,得到了不同口面场分布下天线的最大归一化功率密度及其最大值所处的位置,并结合大气击穿功率密度阈值计算出锥照圆口径天线的最大发射功率约为148.47 GW.