基于光纤中受激喇曼散射效应, 运用级联同种光纤设计出全光多波长转换耦合器, 使转换输出的各路信号光功率相等.建立了全光多波长转换设计方案的理论模型,给出了设计原理框图以及实现方法, 并以1路泵浦信号光、4路连续探测光为例, 通过OptiSystem软件进行了仿真, 仿真结果表明：所设计的全光多波长转换耦合器能同时对4路探测光实现波长转换, 转换输出的信号光码型和输入泵浦信号光码型基本一致；转换效率和消光比随着探测光波长的增大而增大, 最大值分别为-34 dB 和36.68 dB；Q因子随着探测光波长的增大而减少, 最大值为128.29；在级联光纤之后, 4路输出信号光峰值功率和消光比基本相等, Q因子整体数值相对于全光多波长转换后有所下降, 最大值为89.5455, 验证了该方案的可行性.

放大器的增益谱平坦性是波分复用系统设计中一项十分重要的参量.本文推导了N段光纤级联实现增益谱平坦的分析理论，得到每段光纤的有效作用距离和喇曼功率增益系数的约束条件.当喇曼增益谱拟合为线性时，简化了其实现增益谱平坦的条件，并给出了两段光纤级联信号光获得增益的最优值.以纯石英光纤和掺磷石英光纤级联的模型为例，利用Matlab进行了数值分析验证，结果表明：随着第一段光纤长度的增加，信号光获得的增益先增加再减小；当第一段光纤取7.15 km时，信号光获得了5.78 dB的平均最大增益和0.45 dB的增益平坦度，并得到泵浦光功率与信号光增益呈正相关性.最后，以三段不同材料光纤级联为例，利用Matlab进行了分析验证，信号光经过放大后获得了7.74 dB的平均增益和0.57 dB的增益平坦度，证明了理论分析的可行性.该方案为增益平坦化的喇曼光纤放大器设计提供了一种新的思路.

提出利用光纤中非线性效应——受激喇曼散射(stimulated Raman scattering, SRS)实现波长转换的原理方案和相应的理论分析模型, 并进行实验验证, 将经过放大后的信号光和连续探测光同时注入光纤, 在光纤中进行SRS放大, 实现信号之间的转换。结果表明: 利用SRS可实现波长转换, 可实现跨几个THz的波长之间的转换。得到最大转换效率和消光比分别为-17.3 dB和15.7 dB。通过改变探测光的波长, 可实现相隔几个THz光信号的全光波长转换和可调谐波长转换。

针对舰载光电跟踪仪仿真测试需求, 提出基于红外图像仿真的光电模拟器的设计。利用Vega仿真平台计算所得辐亮度和仿真图像灰度值之间线性关系, 求解该线性映射关系, 对红外仿真场景的图像进行分析标定。通过某型光电跟踪仪定型试验验证, 光电通道跟踪精度达到1 mrad, 满足系统指标要求。光电模拟器可完成在复杂背景、夜间等外场无法进行的试验条件下, 对光电跟踪仪动态性能和战技指标的测试。