为了减小原子重力仪的体积来提高其实用性，基于电光相位调制器的拉曼光是一个很有吸引力的方案。但是会因此产生额外的激光边带，对绝对重力测量带来很大影响。为了保证绝对重力测量准确度，针对贡献最大的拉曼光多余边带效应，通过理论模型与调制实验相结合的方式，实现其对重力测量影响的优化与评估。实验结果证明了多余边带效应评估方法的准确性，并将其不确定度评估至20 μGal。

常规的微波光子系统采用强度调制方式实现微波信号的电光转换, 由于调制器采用马赫-曾德尔干涉结构(MZI), 系统性能不仅受到自身正弦响应特性的制约, 而且需要进行偏置点控制, 因此存在动态范围受限、系统控制复杂以及3dB固有损耗带来的效率不足的问题, 而采用相位调制可避免该问题。围绕相位调制光传输链路, 为了完成相位调制信号的光电解调, 文章提出采用薄膜滤波器通过边带抑制与边带选通两种方式实现相位调制到强度调制的转换, 并分析了链路射频性能与器件参数之间的映射关系。实测对比了相位调制与常规强度调制链路之间的传输特性, 通过分析可知, 在相同链路配置条件下, 相位调制链路具有更高的传输效率, 而且光滤波带来的均衡作用, 使得相位调制链路的3dB带宽比强度调制链路大两倍。

W波段(2.73~4 mm)电光相位调制器(EOM)结构具有多参数和设计复杂的特点,参考共面波导传输线理论和EOM理论,结合三维电磁仿真高频结构仿真软件HFSS,对调制器进行有限元分析和计算。针对EOM几何结构中的关键参数,在4个维度上进行模型仿真计算,建立EOM的多维度数学模型。根据仿真模型,得到EOM几何结构参数与主要性能的变化规律,确立EOM的模型结构。通过结构优化,得到频率为100 GHz的EOM模型,调制器速率匹配,阻抗匹配,并且衰减较小。

本文提出了光码多分址(CDMA)和光密集波分复用(DWDM)的混合系统, 全面研究了四波混频(FWM)的影响。在这个系统中, 主要存在两个四波混频问题：包括多址干扰(MAI)和码间干扰(ISI)的帧间四波混频和信道内四波混频。结果表明, 综合考虑信道间和信道内四波混频的影响, 最佳发射功率可选为18 dBm。当发射功率大于18 dBm时, 混合系统的误码率(BER)将增加。基于此, 本文提出了一种电光相位调制器(EOPM)模块, 将其放置在波分复用器之后, 通过抑制信道内四波混频的影响, 同时调制所有波长信号的相位, 从而增加混合系统的非线性容限, 这极大地改善了基于OOK传输的光学CDMA-DWDM混合系统的性能。此外, 由于多对角线(MD)结构具有零互相关特性, 通过使用多对角线识别序列码可以减少多址干扰的影响。结果还表明, CDMA技术与色散相结合有助于降低信道间四波混频的影响。此外, 识别序列码间隔在减轻码间干扰中起着至关重要的作用, 如结果所示, 当识别序列码间隔压缩至比特持续时间的25％时, 可以避免码间干扰, 此时所提出的混合系统的性能最佳。

提出了一种用于增大基于电光相位调制时间透镜孔径的参数调制法，理论推导出该方法的实现原理，并结合时间透镜在光脉冲压缩中的应用，研究了调制参数Q对时间孔径和脉冲压缩效果的影响。结果表明，对于文中调制频率为20 GHz，理想压缩系数为5的时间成像系统，采用这种方法可将仅占调制周期15.6%的时间孔径提高到50%以上，并将脉冲压缩系数由3.11提升到4.46。同时，通过选取相反的输入和输出段色散，还可有效降低时间系统的调制电压。研究结果表明，该参数调制法只需对时间透镜本身参数做调整，无需引入新器件，便可有效地增大时间透镜的孔径，提高脉冲压缩系数，使其更接近理想值。该研究成果为电光相位调制时间透镜系统的性能提升提供了一种简洁而有效的手段。

提出并模拟证明了基于两个电光相位调制器实现抑光载波双边带(Radio on Fiber,RoF) 双工传输系统设计方案.通过改变电光相位调制器的最大相偏量，实现了抑光载波双边带信号传输——使通信带宽加倍，而且很好地控制上下行传输信号的误码率.仿真模拟结果表明,发射功率为3 dBm的光信号在无放大、色散系数为20 ps/(nm·km)、衰减系数为0.25 dB/km的SMF-28单模光纤中传输时，其超高频RF调制信号的频率可达24 GHz，数据码元传输速率可达2.5 Gbit/s，传输距离40 km以上.

利用折射率椭球基本理论对线性电光效应进行了分析，对单轴晶体铌酸锂电光相位调制器的温度特性进行了研究。通过计算机进行数值模拟计算，分析了加电场时光通过LiNbO3电光调制器后出射光的相位变化与温度间的关系，得出在横向和纵向调制中温度对相位改变的影响。研究发现，无论在横向还是在纵向调制下，入射光偏振方向不同但其各自受温度影响的相位变化趋势大体一致，即随着晶体中温度的增加而增大。计算结果表明，LiNbO3电光调制的最佳使用方案为：电场沿x主轴方向施加，入射光偏振方向为感应主轴x′方向，且LiNbO3电光调制器采用横向相位调制方式。

激光经电光相位调制后,由于剩余幅度调制的存在造成调制边带幅度不相等。利用法布里珀罗腔的透射特性和Pound-Drever-Hall技术对通过法布里珀罗腔的调制光正、负一级边带的幅度产生不同的衰减,使得调制边带的幅度相等,从而实现对电光相位调制中剩余幅度调制的抑制。采用该方法,理论上计算了调制光经法布里珀罗腔后的光外差光谱信号,获得锁定法布里珀罗腔后调制边带幅度的不对称度较腔锁定前减小四个数量级。实验研究了调制光经法布里珀罗腔透射的光外差光谱,结果表明将法布里珀罗腔锁定于该透射光外差光谱中心零位时,对剩余幅度调制的抑制程度可达45 dB。

实验研究了电光相位调制中剩余幅度调制以及它的变化引起的碘稳频532 nm光频标的频率漂移。观测了电光晶体温度与剩余幅度调制和光频标锁定后激光频率之间的变化关系。研究了利用主动电压反馈抑制剩余幅度调制的实际效果和存在问题。提出并实现了采用主动温度反馈控制电光晶体温度对剩余幅度调制变化的抑制。实验表明,在主动温度反馈系统闭环后,剩余幅度调制基波成分的抑制程度超过40 dB,同时有效地控制了剩余幅度调制的变化。采用该系统后,没有发现产生附加的激光频率起伏。测量的百秒至万秒取样时间的激光频率稳定度可达到或优于5×10-15,明显地改善了碘稳频532 nm光频标的中长期激光频率稳定度。

为了提高地震检波器的检测灵敏度,增强其性能可靠性,使其体积微型化,利用集成光学原理设计研制了迈克尔逊干涉芯片,并与光纤－质量块简谐振子、光源、光电探测器制成迈克尔逊干涉型加速度地震检波器,检波器具有灵敏度高、频带宽、重量轻、抗电磁干扰等优点,设计参数相位检测灵敏度Δ??/a为1.1×10-2 rad/(m?s-2),测试结果表明,在工作频带0～1065 Hz内,振动与检波器输出信号吻合良好,达到设计要求。