为了充分利用光学相关识别系统的空间-频谱带宽,提高光学相关识别技术的并行处理效率和识别准确度,提出了基于功率谱压缩-平移算法的多通道联合变换相关识别方法,该方法将峰值位置变化的标准差作为相关识别的判据。在输入空间光调制器的不同区域加载场景图像和N幅参考图像,然后在图像上分别叠加经迭代算法优化的相位模板,使得场景图像的傅里叶谱和每一幅参考图像的傅里叶谱在频谱面的不同空间区域相干叠加。调节相位优化算法的约束参量,使得每个通道的联合变换功率谱互不干扰,可实现N个通道的并行处理。分析了不同优化相位的傅里叶谱的局域峰值杂波均值和相关输出的峰值位置变化标准差之间的关系,并将其作为相位优选的依据。研究结果表明,在所提实验和数值模拟参数条件下,多通道联合变换相关识别系统可以在不增加经典相关识别系统复杂度的前提下,实现16通道的并行处理,这对光学相关器的实用化具有重要意义。

在传统的直接检测光通信系统中,色散和光探测器的平方检测相互作用会带来不可避免的性能损失。基于斯托克斯空间复用的直接检测光通信系统,提出通过频谱压缩算法进行发射信号序列相关的相位优化,将三维斯托克斯信号转化为四维带宽为3/4的琼斯空间信号,以实现无性能损失、无需额外硬件成本的色散预补偿。鉴于上述理想的频谱压缩方法需要复杂度过高的全局优化算法,提出一种基于查表的简化相位优化算法。仿真结果表明,当优化长度为7个符号时,频谱峰值和谷值之间落差约为17 dB,可有效降低发射机带宽需求。

激光中继镜技术是一项备受各方瞩目的新型系统作战概念。光束在上行链路传输过程中，接收望远镜的截断和次镜的阻挡导致了严重的能量损耗，降低了中继镜系统的性能。涡旋光源和相位优化是提升激光中继镜系统上行链路能量效率的有效方法之一。以光源口径为1.2 m，上行传输距离为30 km，上行接收望远镜外径为1.2 m，内径为0.24 m的中继镜系统为原型，搭建了相同菲涅耳数的中继镜系统光束上行传输缩比实验装置，通过液晶空间光调制器反射调制NdYVO4光源的方法产生涡旋光源，并由随机并行梯度下降算法优化涡旋光源相位分布，开展了中继镜系统上行链路光束传输缩比实验研究。实验结果表明，通过采用涡旋光源和相位优化，中继镜系统上行链路能量效率得到了显著提高，由71.89％提升至91.59％。