为了研究高斯-谢尔模型(GSM)脉冲在单模光纤中的传输特性, 采用相干函数传播分析法推导出GSM脉冲经单模光纤传输后输出脉冲的时间相干函数解析表达式, 在此基础上分析脉冲宽度、相干时间和功率谱等特征量的变化, 并推导出在远端条件下单模光纤的时域广义范西特-泽尼克定理。结果表明, GSM脉冲在单模光纤中的传输存在功率谱和全局相干度两个守恒量, 且二者是一致的。该研究结果对激光传输领域具有一定的理论和现实意义。

分析了由光相干域偏振计测得的光纤陀螺保偏光纤环(PMFC)分布偏振耦合测试数据, 建立了测量点偏振耦合幅度模型。结果表明, 测试数据是实际偏振幅度耦合被宽谱光源相干函数调制的结果, 且存在伪偏振耦合测试数据。在此基础上, 提出并实现了分布偏振耦合数据处理算法。绕制PMFC, 进行了不同温度条件下分布偏振耦合测试, 并提取了真耦合位置和强度信息。通过建立PMFC二次偏振耦合误差预估模型, 对不同温度下光纤环分布偏振耦合引起的光纤陀螺零漂误差进行了计算预估。利用高精度保偏光纤环分析测试仪对该环进行了对应温度的光纤陀螺零漂测试, 零漂预估值与实测结果一致。

基于双光束干涉理论和维纳辛钦定理, 推导出宽谱光源干涉特性的表达式并进行了分析。提出了基于迈克尔逊干涉仪光路测量光源自相干函数的方法。在光学设计软件Zemax的混合序列模式下建立了宽谱光源自相干函数测试系统的光路模型, 通过多重结构编辑器对参考光路和测量光路进行了仿真。单独对准直系统进行了仿真, 通过优化使系统的光线准直效果达到最佳。并根据仿真建立的理论模型,从光纤纤芯大小和对准误差这两个角度分析了它们对光线准直系统准直度和整个系统耦合效率的影响, 得到对应的变化规律, 最后通过Origin软件绘制出了相应的变化曲线, 为搭建宽谱光源自相干函数测试系统提供了基础。

目标漫反射产生的激光回波散斑效应严重影响合成孔径激光成像雷达（SAIL）的成像质量。在体系结构上提出了抑制散斑效应的系统性解决方案，建立了SAIL结构和工作模式设计的理论基础。研究了SAIL中与目标分辨单元尺寸、啁啾波长变化、目标相关性质和接收面光强随机分布有关的散斑统计特性。定义了SAIL光学接收天线的散斑孔径积分场复相干函数，它是天线孔径相关函数和目标分辨单元相关因子的卷积，其宽度就是可实现的孔径合成长度，给出了实现较大的孔径合成长度的发射口径、接收口径和实际孔径合成长度的设计原则，发现和分析了由啁啾散斑移动产生的拍频信号波动。最后建议采用滑动聚束模式来有效使用散斑效应造成较短的孔径合成尺度，因为其光束扫描宽度对SAIL移动距离有放大作用。同时也提出了具有多发射机/多接收机的多通道结构以提高回波散斑光场的探测率。

基于量子相干和量子空间定位的原理，设计了量子空间定位的实验方案.讨论了在脉冲激光作用下，由第二类自发参量下转换所产生的纠缠光子对的光谱特征、对应的相干函数特点以及对量子定位的影响.结果表明，随着激光脉冲宽度的增加，纠缠光子对的相干性减小，量子定位的测量准确度降低.

对光纤陀螺中SLD光谱调制度的变化进行了实验研究．从理论上阐述了光路系统中光谱的调制度增大的原因，其仿真与实验结果非常一致．在此基础上，进一步分析了光谱调制度对相干函数的影响，评估了二阶相干峰引起的光纤陀螺误差水平．

激光二极管的相干长度在高频调制的驱动电流下可以减小,在实验中对一个980 nm的激光二极管进行了测量,表明相干长度已减小了近20倍。