针对局域分布式时间同步的需求, 提出了一种基于光纤和可见光结合的短距分布式时间同步方案。融合了光纤时间同步高精度与可见光时间同步高灵活性的优势, 设计了相应的时间同步端机, 并进行了分布式实验。实验结果表明: 当光纤链路长度为3 km时, 光纤时间同步从端与光纤时间同步主端的3σ钟差优于448 ps, 时间同步秒稳优于150 ps, 万秒稳优于4 ps; 当光纤链路长度为1 km、可见光链路长度为5 m时, 可见光时间同步从端与光纤时间同步主端的3σ钟差优于1.8 ns, 时间同步秒稳优于400 ps, 万秒稳优于15 ps。

微波光子信道化链路的线性度主要受信道内的交调失真和信道间的互调失真的限制。本文提出了一种基于数字域迭代的非线性失真补偿方法，对各个信道输出的中频信号在数字域进行联合处理，通过迭代不断逼近线性化的理想结果，能够同时有效抑制信道化链路中的交调失真和互调失真。仿真结果表明，在参数无偏差的情况下，该方法可以完全抑制信道内的交调失真和信道间的互调失真；在参数偏差为5%的情况下，仍可以将三阶交调失真和互调失真分别抑制15 dB和16 dB。

在长距离光纤时间传递链路中，为了避免使用中继放大导致双向传输时延不对称以及引入附加的噪声，提出一种基于单光子探测的长距离光纤时间传递方案。将经过主端（从端）1 pulse/s时间信号控制的激光脉冲序列作为发送信号，利用从端（主端）具有极高探测灵敏度的单光子探测器接收到达信号，并基于双向时分复用同纤同波时间比对方案得到双向光纤链路传输时延变化，进而根据时间相关单光子计数和高斯拟合的数据处理方式得到两端之间钟差的时间稳定度。为了实现单光子探测器在门控模式下对长距离光纤实验系统的长期测试，设计并实现了外部触发门控工作方式下动态调整的触发控制系统。通过利用光纤链路传输时延变化量，实现对门控触发信号的控制。350 km单模光纤和对应长度的色散补偿光纤（链路总损耗约为100 dB）的时间传递系统实验结果表明，时间传递稳定度优于1.5 ps@1 s和0.4 ps@8192 s。所提方法为长距离高精度光纤时间传递提供了一种有效的解决方案。

受激布里渊散射效应具有窄带增益的特性，是实现低本底噪声激光器的一种有效方式。基于高Q值光纤环形谐振腔研究低噪声布里渊激光器。通过Pound-Drever-Hall（PDH）锁定技术将泵浦光锁定到8 m长的单模环形谐振腔中，可得到与泵浦光相差一个10.81 GHz频率的反向传播斯托克斯光。采用相关延迟自外差方法测量斯托克斯光的频率噪声。实验结果表明，基于光纤环形谐振腔的布里渊激光器的阈值为5.3 mW，在高频部分（频率大于10 kHz）处，后向斯托克斯光对泵浦光频率噪声的抑制达到30 dB，接近理论抑制极限（34 dB）。

矢量网络分析仪是射频微波领域的重要测量仪器，设计实现了一套基于光采样的微波光子矢量网络分析仪。该系统使用锁模激光器的超稳光脉冲序列通过马赫-曾德尔调制器直接采样单音信号，再采用数字信号处理技术获取待测器件的散射参数。实验测试表明：采用20 GHz电光调制器实现的系统带宽可达20 GHz，更大的系统带宽可以通过采用更大带宽的电光调制器达到。系统的动态范围约为60 dB，最小频率分辨率为11.92 Hz。对中心频率为10 GHz的带通滤波器的散射参数（S参数）进行了测试，在通带范围内，与商用矢量网络分析仪的测试结果相比，S₂₁的幅度平均偏差为0.1241 dB，S₂₁的相位平均偏差为3.6356°，具有很好的一致性。

针对采用分立器件实现载波抑制双边带(DSBCS)调制的被动补偿光纤环路微波频率传递方案的缺陷, 对基于DSBCS调制的光纤环路微波频率传递系统进行稳定性优化设计和测试验证, 设计了基于微波芯片的一体化接入节点电路, 以腔体分隔的金属和高精度的温度控制模块屏蔽串扰、减小外界温度影响, 实验测试了系统电路底噪、60 km光纤环路系统性能。测试结果表明: 采用集成化的接入节点电路显著降低了系统电路底噪和1 m光纤传递底噪, 在60 km光纤环路的20 km/40 km、40 km/20 km处输出频率的相对稳定度均优于4×10-14/s、2×10-17/day, 长期稳定度比采用分立器件实现的节点电路时优化约一个量级。

设计了一种基于双向时分复用同纤同波传输的时间同步系统。为了消除钟差,实现从端与主端的时间同步,利用双向时分复用同纤同波时间比对得到从端与主端的钟差,通过校频和比例-积分-微分控制算法调整从端压控晶振的输出频率。双向时分同纤同波传输链路双向传输的时延对称性,使系统只需进行端机标定,无需对不同长度的光纤链路进行标定。在实验室盘纤和实地光纤链路上的实验结果表明,不同长度光纤链路下,本系统同步后的平均钟差均优于10 ps;在长约60 km的实地光纤链路上,本系统同步后的平均钟差小于9 ps,3σ钟差优于285 ps,时间偏差优于16 ps/s(短稳)、7 ps/10 ⁴ s(长稳)。