可见光通信因其显著优势逐渐成为星间通信的研究热点。可见光通信能够提供丰富且无需授权的频谱资源，传输速率高，保密性强以及抗电磁干扰等。可见光激光通信器件发射功率较高、抗辐照能力强、激光束散角小，有望应用于星间大容量长距离通信链路传输。实现了集成的40路波分复用可见光激光通信系统，复用29个可见光波长，采用离散多音比特加载调制和Levin-Campello算法，达到了418.3 Gbit/s的总传输数据。针对可见光激光通信系统中的带宽受限和高频衰落的问题，该系统采用了数字预均衡技术，根据该系统的信号特点，设计了相应的佐贝尔网络，通过增强高频信号能量和减小低频信号能量实现整体通信性能的提升。实验表明，数字预均衡可显著提升可见光激光通信性能。该系统证明了可见光激光通信在星间大容量通信中的巨大潜力。

波分复用技术已被证明可以有效提高近红外波段光通信的容量，并减小通道间串扰。 然而，迄今为止，蓝绿光波段的波分复用系统仅支持有限数量的波长通道，通道间隔较大。这是因为没有适用于可见光的具有精细波长间隔的波分复用器和解复用器。为了阐述清楚这一问题，本文综述可见光波段波分复用技术的发展，特别关注基于集成光学相控阵解复用器的密集蓝绿波分复用技术的进展。最后，对目前蓝绿波分复用技术的发展趋势进行了总结和展望。

提出一种偏振不敏感且高选择性的新型纳米结构颜色滤波器。当平面光入射到超材料表面时，金属与介质交界处会发生表面等离子体共振和光学异常透射现象，部分频率的光被束缚在微纳结构中，而其他频率的光发生透射，从而实现滤色效果。采用时域有限差分法，对4种不同结构的滤波器的透射光谱和颜色显示规律进行研究。同时，还研究了结构周期、圆环直径、十字架宽度和偏振角等参数对透射光谱和滤波特性的影响。结果表明：与单层表面等离子结构相比，所提双层等离子体亚表面结构模型的透射率更高；在可见光波段内，该滤波器具有偏振不敏感特性，半峰全宽的最小值为23.26 nm，并且具有90.5%的高透射率。这项研究为下一代颜色滤波器的设计提供了理论参考。

针对室内可见光定位接收信号强度易出现波动从而产生较大定位误差，以及从一个定位单元迁移到其他定位单元可能会降低定位精度的问题，笔者提出了一种基于注意力机制的卷积神经网络的室内三维定位方法，以减小接收信号波动产生的影响，并采用迁移学习将在第一个定位单元中训练的网络迁移到其他定位单元中，在保证定位精度不变的前提下减少了训练网络的成本。仿真结果表明：所提算法在5 m×5 m×3 m的定位单元内可以实现平均误差为3.54 cm的三维定位；采用迁移学习将已训练网络部署到第二个定位单元中，可以实现平均误差为3.67 cm的定位。实验结果表明：在1.2 m×0.75 m×1.2 m的定位单元实验中，所提算法可以实现平均误差为3.32 cm的三维定位，90%的误差分布在4.12 cm内；采用迁移学习将已训练网络部署到第二个定位单元中，可以实现平均误差为3.35 cm的定位。与现有算法相比，所提算法迁移前后的定位精度均有所改善。

为解决行人检测任务中低能见度场景下单模态图像漏检率高和现有双模态图像融合检测速度低等问题，提出了一种基于双模态图像关联式融合的轻量级行人检测网络。网络模型基于YOLOv7-Tiny设计，主干网络嵌入关联式融合模块RAMFusion用以提取和聚合双模态图像互补特征；将特征提取部分的1×1卷积替换为带有空间感知能力的坐标卷积；引入Soft-NMS改善结群行人漏检问题；嵌入注意力机制模块来提升模型检测精度。在公开的红外与可见光行人数据集LLVIP上的消融实验表明：与其他融合方法相比，所提方法行人漏检率降低、检测速度显著提高；与YOLOv7-Tiny相比，改进后的模型检测精度提高了2.4%，每秒检测帧数达到124 frame/s，能够满足低能见度行人实时检测需求。

针对室内用户在非均匀分布时选择最高信号强度接入点（AP）导致系统总速率和用户服务质量较低的问题，提出联合AP和功率分配的方法。考虑多个LED作为AP的可见光通信（VLC）网络，根据用户分布设计了一个基于用户信道增益权重回溯（BM）的AP分配算法，使权重较低的用户接入到其他AP，降低资源竞争严重的LED上的用户负载；为了使所有用户均能满足通信需求，提出改进逐维动态正余弦算法（IDDSCA）的转换参数，并引入基于最优解方向的自适应搜索策略。利用IDDSCA动态调整每个AP下行链路的功率分配，同步优化系统总速率和用户服务质量。仿真结果表明，所提BM-IDDSCA方案相较于BM-DDSCA、SLCG-IDDSCA、BM-αPA、MT-PA与SLCG-QTPA方案在总速率方面分别提升2.94%、4.20%、2.03%、62.90%、4.89%。

为了研究浑浊水体对成像质量的影响，利用单次Mie散射理论和蒙特卡罗法，在融合几何光学成像的基础上提出一种理论分析方法。该方法分析不同波长的点光源在不同粒径不同浓度的浑浊水体环境传输时的成像特征。结果表明：波长分别为456 nm、524 nm、620 nm的点光源经相同的水体环境和无散射环境进行偏振成像传输时，波长为456 nm的点光源的成像效果最好；波长为456 nm的点光源经过散射粒径大小分别为1 μm和2 μm的浑浊水体时，线偏振光的成像效果优于圆偏振光，圆偏振光优于自然光；当穿过散射粒径为3 μm、4 μm、5 μm的浑浊水体时，自然光成像效果最好，线偏振光成像效果最差。从理论上分析了不同波段的点光源经过不同水体进行偏振成像传输的成像效果，为水下偏振成像技术提供了新的思路和方法。

位于人眼可见波段（380~780 nm）的激光，在显示、生物医疗、精密加工、精密光谱、光通信等领域有着重要的应用价值。在众多可见光激光的产生方法中，可见光掺稀土光纤激光器因具有高效率、高光束质量、结构简单且免维护等优势，近年来受到国内外的广泛关注。对可见光掺稀土光纤激光器的研究进展进行了详细综述，介绍了可见光连续波光纤激光器、可见光调Q脉冲光纤激光器及可见光锁模脉冲光纤激光器的产生方式和特点。最新研究进展表明，其可覆盖蓝（~480 nm）、青（~491 nm）、绿（~520 nm）、黄（~573 nm）、橙（~605 nm）、红（~635 nm）及深红（~717 nm）等丰富的可见光波长，全光纤可见光输出功率已迈向10 W，而且可见光锁模超短脉冲宽度已窄至<200 fs。结合应用需求，简要展望了可见光波段光纤激光器的发展趋势。