利用超材料模拟原子系统中的电磁诱导透明现象受到了人们的持续关注,而在超材料中实现主动式电磁诱导透明是其中一个重要的研究方向,在许多领域有着潜在的应用价值。在太赫兹波段上提出了一种新型的主动式电磁诱导透明超材料,其由石墨烯和金属微结构复合而成,其原理是利用金属微结构的场增强特性,结合石墨烯在强场太赫兹下电导率的非线性变化行为,实现对电磁诱导透明效应的非线性调制。为了提升该非线性调制深度,在金属微结构中引入了小开口间隙的谐振单元,以实现更强的近场增强,从而提升石墨烯非线性电导率的变化范围。在0.5 μm开口间隙下,模拟获得了高达360.7的场增强因子和49.3%的非线性调制深度。设计思路为实现紧凑的非线性慢光器件提供了参考。

提出一种基于注入锁定技术增强高次谐波的任意波形产生方案。通过注入锁定技术放大并增强高次和偶次谐波,将获得的高次谐波和非线性调制产生的第一和第三次谐波进行时域叠加,可合成高阶的三角波、矩形波。将注入锁定增强的偶次谐波和非线性调制产生的第一和第三次谐波进行时域叠加可合成高阶锯齿波和反锯齿波。通过实验,本文成功产生了频率为5 GHz的五阶三角波、五阶矩形波、三阶锯齿波和三阶反锯齿波。理论与实验结果表明:五阶三角波与矩形波的方均根误差比同时产生的三阶相同波形提升了10%~37%;可以通过增加注入锁定的支路数来获得更高阶近似的波形。

针对传统光纤通信系统中滤波模块可调范围窄、损耗大和带宽精度低的问题，文章设计了一种基于光纤布拉格光栅（FBG）的大范围带宽调制滤波结构,该结构核心部件采用螺杆微调结构对FBG中心波长进行大范围连续调谐控制。经理论分析与仿真计算给出了该结构的最优参数，并通过实验测试可知，在该结构中螺杆微位移每改变0.1 mm，平均中心波长偏移量为415 pm，线性度高，线性度优于0.98的调制范围为1 545~1 565 nm，实现了大带宽连续线性调制。实验结果表明，该结构可用于光纤通信系统中需要大范围连续可调滤波的模块，具有一定的应用价值。

大功率恒流源是强流直线感应加速器(LIA)的关键设备之一, 用于为加速器电感线圈提供大功率准直流驱动电流, 其稳定度、纹波系数等指标要求极高。神龙-Ⅲ LIA恒流源采用串联线性双闭环回路双参量电流调控技术, 同时综合应用了以PLC控制器为核心的本地控制、以ARM控制器和工控机为核心的远程控制以及以太网网络通讯技术, 实现了强电磁干扰环境下远程控制高稳定性运行。该恒流源在负载0.5~0.6 Ω之间变化、输出电流在50~170 A之间变化时调整管压降控制在8 V±2 V范围内, 输出电流纹波和电流稳定度均优于0.5‰。

由于超声导波难以准确检测非金属管道的早期损伤, 本文提出了一种非线性超声导波延时方法对非金属管道结构损伤进行测试和定位。基于非线性超声调制机理分析了非金属管道损伤状态, 使用同侧非线性超声的混频信号激励方式并根据超声导波传播速度的差异产生激励信号延时, 然后在管道损伤处实现混频信号的非线性调制。采用HHT(Hilbert-HuangTransformation)提取混频延时信号的瞬时特征量, 并通过分析非线性分量延时分组进行损伤区域检测, 实现了对非金属管道裂纹损伤的定位。PVC(Ployninylchloride)非金属管道实验显示, 无损伤状态下延时信号分组的标准化基准值为0.518 8; 单裂纹状态下延时信号分组标准值为0.593 7, 损伤定位相对误差为3.277%; 双裂纹损伤状态下的标准化瞬时平均幅值为0.580 1与0.607 3, 损伤定位值绝对误差小于4 mm。相对于利用小波包络分解的非线性延时定位检测法, 实验得到的单裂纹损伤准确度提高了36.4%。结果表明该方法能够对非金属管道裂纹损伤准确定位, 并能够检测早期多裂纹损伤。

基于Akhmediev呼吸子解,讨论周期调制波场在非线性介质和线性介质中传输时所出现的塔尔博特现象。结果表明,通过适当地调节频率因子F,可以展示出塔尔博特自成像现象。这种特殊的光学现象是由衍射光束的相干性引起的,它们在光通信领域有着潜在的应用。

分析了非线性电光调制来实现光混频的方法，设计了一种基于级联非线性调制的光混频方案，通过改变调制信号相位关系，有效地抑制了高阶交调分量，提升了非线性光混频的转换效率。使用了光学仿真软件Optisystem 进行包含噪声的混频性能仿真，展现了这种级联非线性调制的性能优势。

研制了直视式合成孔径激光成像雷达(SAIL)电控抛物波面扫描器，该扫描器由线性相位调制的电光晶体和柱面镜构成，其中电光晶体采用4个三角形电极施加电场实现线性相位调制，具有体积小、响应速度快等优点。实验测试表明该直视式SAIL电控抛物波面扫描器获得了与理论吻合的抛物波面相位，扫描准确可控，很好地验证了该扫描器在直视式合成孔径激光成像雷达应用的有效性。

电光强度调制一般是基于线性理论，在某些高精密系统中，其非线性误差分析对于系统的指标评定和误差校正具有一定意义。首先，详细推导了电光强度调制器在一般情况下的光强调制函数，并阐述了工作点的重要性；接着，对标准工作点及其附近的情况进行了非线性误差的计算分析，且分别给出了表达式；然后，从频域的角度讨论高次谐波对调制的影响；最后，在时域上比较不同调制深度下的实际调制和理想调制效果。公式推演和实验分析表明，工作点的高度稳定性和小信号调制可以减小非线性误差，这些误差可以定性定量地表示出来，有望通过补偿的方法提高电光强度调制系统的精度。

针对光纤无线通信(ROF)系统对光强调制器线性度的特殊要求,设计了一种新型的集成光学器件——微环相位辅助型马赫曾德尔调制器(RPAMZM)。将一个微环谐振器和一个相位调制器分别加载到马赫曾德尔调制器的两臂,可以补偿普通马赫曾德尔调制器的亚线性,得到线性度良好的响应特性。建立了该种器件的理论分析模型,计算了不同条件下的传输特性和无毛刺动态范围(SFDR)。分析结果表明,在不计损耗的情况下,器件的非线性主要来源于传输函数泰勒展式的三次项,通过控制透射系数,可以使该项等于零,无毛刺动态范围获得19.68 dB的提高;在损耗存在的情况下,通过控制透射系数和偏压因子,可以同时抑制掉二次和三次这两个主要的非线性项,无毛刺动态范围获得15.74 dB的相对改善。