传输光纤受环境温度变化和振动的影响，会造成射频光频率信号相位漂移，导致时频传输精度下降。为了降低光纤相位漂移对传输系统的影响，采用基于光纤干涉仪条纹计数法的光纤稳相传输技术，进行了光纤相位漂移检测和相位补偿实验验证。实验结果表明：168 m传输光纤28 h自然相位漂移了32.3 ps，采用压电陶瓷和温控光纤协同相位补偿，相位漂移量降低到1.29 fs。

微波信号的稳相传输在雷达、空间观测以及卫星导航等领域有广泛的应用。针对目前点对点稳相传输方案传输效率不高以及主动补偿速度较慢等问题,研究并提出了一种基于被动补偿的适用于大范围、多站点微波信号光纤稳相传输的方案。微波信号在本地端经功分器分为两路,分别作为待传信号和分频后的探测信号;待传信号在本地端与经光纤往返传输的探测信号混频获得下变频信号;该下变频信号传输到远端与前向探测信号混频后生成相位稳定的微波信号,通过结构的合理设计实现点到多点稳相传输。经过实验验证后可知:2 GHz信号在10 km光纤链路下多链路分布结构的均方根(RMS)延时抖动为0.968 ps,在11 km光纤链路下单链路分布结构的均方根延时抖动达到1.606 ps。

测试研制的28 GHz光载无线通信系统时发现,经光纤传输后接收端恢复的基带信号眼图会随时间出现张开与闭合的现象,使通信系统的可靠性遭到破坏。通过实验研究和理论分析发现,射频信号的传输时延会随着光纤周围温度的变化而改变,尤其对载波频率较高、传输距离较长的光载无线通信系统的可靠性影响更为严重。为了克服上述相位漂移问题,提出并实验论证了一种基于载波恢复技术的改进型光载无线通信系统,采用二次下变频结构,从中频信号中提取同步时钟,恢复出幅度稳定的原始基带数据。实验系统实现了28 GHz载频、1 Gb/s数据速率、25 km的光纤传输,系统的误码率小于10 ^-9。

为了实现对光泵原子磁力仪系统中发散的快速调制光信号的精密相位检测，解决现有平衡光电探测器存在的接光面积小、增益小、带宽小及相位性能不理想等问题，本文采用基于结点差分电流的平衡差分探测方法，分析了平衡探测器抑制系统共模噪声的机理，通过优化元件和提高带宽设计出具有低相位噪声且单管接光面尺寸达到10 mm的大面积平衡光电探测器，并进一步利用双板隔离式的制作方法避免了热噪声干扰，实现了其低相位漂移的特性。实验结果表明，该探测器-3 dB带宽达到1.1 MHz，信号跨阻增益达到0.91 MΩ，在175 kHz调制光信号下的相位噪声峰峰值不超过0.002 3°，能够满足碱金属原子磁力仪系统光信号精密相位检测的要求。

分析了用于光纤陀螺的Y波导相位调制器的半波电压特性及其对光纤陀螺系统特性的影响，测试了温度和光源波长变化对半波电压的影响；阐述了Y波导调制器调制相位漂移对光纤陀螺系统特性的影响，测试了温度以及相对湿度变化对Y波导调制器调制相位漂移的影响。针对实验结果提出了改进Y波导制作工艺的措施。

多普勒非对称空间外差干涉仪可用来探测氧气大气带气辉谱线的多普勒频移，进而反演中高层大气的风速。由风速变化引起的干涉条纹相位频移十分微小，而由系统误差导致的绝对相位漂移会严重影响风速反演精度。双臂式干涉仪与单臂式不同，除受扩视场棱镜和光栅影响之外，用于产生光程差的空气隔片的热膨胀也会影响干涉图的绝对相位。通过实测和仿真计算不同温度下的绝对相位漂移，分析了绝对相位漂移的原因。在此基础上，提出了一种绝对相位漂移校正方法，通过求零风速和某一给定风速下两条线性相位拟合曲线之间的距离，校正温度引起的绝对相位漂移，从而准确反演风速。结果表明，仿真分析与实测的绝对相位漂移具有较好的一致性。校正绝对相位漂移后反演的风速误差为3.5 m/s，与校正前相比风速反演误差得到了极大的改善。

提出了一种光源混合频率调制的闭环工作点无源控制方法，通过直接高频调制光源的方式从单路干涉信号中提取出相位漂移信号，并利用低频控制信号对光源直接调制的方式予以补偿。通过高频、低频调制信号的配合，解决了单路干涉信号的工作点跟踪问题，以无源控制的方式保证干涉测量系统始终工作在最灵敏的线性区域。测试了光源在不同调制频率下的调制特性，比较了系统开、闭环状态下工作点的变化趋势，无源闭环工作点控制法与相位载波解调算法的对比解调结果表明,两种方法解调结果相关度超过99%，证明该方法可行。

针对相位编码量子密钥分发(QKD)系统中存在的相位漂移和截获-重发攻击，分析了双马赫-曾德尔干涉仪QKD 系统，给出了探测器的输入信号模型, 计算了系统量子误码率及窃听信息量，并为提高密钥生成率提供了一种可能的方法。研究表明，相位漂移会使系统误码率增加，稳定性降低；相比理想的截获-重发攻击，窃听信息量有所下降，因此密性放大过程对窃听信息的估计值可以相对减小，最终密钥生成率得以提高。在不考虑传输光纤中的相位相对漂移时，误码率随相位漂移角度呈余弦变化，全部截获-重发攻击时的变化周期是无窃听时的一半，变化频率更加剧烈。55%部分窃听时，若合法通信者选择误码阈值为15%，窃听者可获得25.5%的信息量且不被发现。

利用复q参数法, 研究了几周期线性啁啾脉冲高斯光束在自由空间中的传播, 在振幅零阶和相位一阶近似的条件下, 得到其载波相位的解析公式, 该公式的显著特点是载波相位与线性啁啾系数无关。研究了载波相位在传播方向的分布, 并与数值计算方法比较, 结果表明, 啁啾系数在－1～1的范围内, 在光轴附近, 其载波相位解析公式结果与数值结果符合很好。

为了研究不同脉宽情况的线性啁啾脉冲高斯光束在传播方向和横截面内的载波相位变化分布，采用数值研究方法，对载波相位在传播过程中的变化进行了研究。由数值研究可知，在传播方向上，不同脉宽的脉冲光束，从负无穷远到正无穷远将经历π相位变化，并在正无穷远处渐尽于-π/2；在传播距离越远的平面，其载波相位变化量越小，且其变化量为0的位置r越小。结果表明，载波位相变化的特点主要由波前和相位曲率半径的关系决定。