随着超快激光应用需求的不断增长，激光控制技术正面临越来越多的挑战，超短脉冲操控研究亟待取得进一步的突破与发展。在激光器谐振腔增益、色散、损耗、非线性等效应共同作用下，多脉冲展现出比单脉冲更为丰富的动力学现象。研究表明其内部脉冲间距、相对相位、脉冲个数等参量具有高度可控性，为提升多脉冲的操控维度提供了新思路。本文从超快激光多脉冲的操控机理出发，介绍了多脉冲动力学、实时观测技术及激光器控制方法，重点综述了基于增益调制、偏振控制、色散调控、光机械效应等多脉冲操控方案，分析了各方案的性能，并展望了多脉冲操控技术的发展前景。

针对光频域反射（OFDR）分布式光纤传感在长距离、大量程应用场景中，参考光谱与测量光谱间的相似度（SD）退化及由此造成的鲁棒性下降的问题，本文研究了可调谐激光光源调谐非线性补偿模型，发现补偿的残余误差会引起传感单元产生随机位置偏差（PoD）。基于对PoD的统计学分析，建立了参考和测量光谱间SD的评价体系，并提出一种基于卡尔曼预测和局部寻优的传感单元随机PoD补偿方法，实现了参考和测量光谱位置的高效、精准匹配。本文所提方法能够在50 m的传感光纤上以5 mm的空间分辨率实现大量程传感（最高温度~450 ℃，最大应变~10000 με），且兼顾高鲁棒性和高速度（计算量可降低到原来的5.8%~28.6%）。这些优点使该方法能够广泛应用于现有的光频域反射分布式光纤传感系统。

针对可见光多载波通信系统传输速率低、帧间干扰大的问题, 采用改进的樽海鞘群算法对可见光多载波通信系统的调制器算法进行优化, 以提高可见光通信的数据传输速率。该文详细分析了可见光通信系统的多载波调制器, 全面考虑了相关调制系统的重要参数集, 并给出合理的质量评价函数。将布谷鸟搜索算子引入樽海鞘群算法以增强其全局搜索能力, 最终利用改进的樽海鞘群算法对可见光通信多载波调制器做优化。仿真实验结果表明, 运用樽海鞘群算法能够对可见光通信多载波调制系统的参数进行优化, 提高可见光通信的传输速率。

近年来，基于光纤的功能器件被广泛应用，光纤传感器相比于传统传感器具有成本低廉、体积小、质量轻、灵敏度高、耐恶劣环境、抗环境电磁干扰等诸多优势。回顾了光纤的发展历程和基本概念，分别从传统光纤和微结构光纤(光子晶体光纤)两大类别出发，介绍了应用于温度、湿度、应力、磁场等多参量多维度的传感系统。着重介绍了液晶注入型光子晶体光纤的制备流程，以及基于该光纤双折射特性的传感应用。最后，提出了“Lab on fiber”的概念，并对光纤传感的未来发展愿景进行了展望。

采用波长为2 μm、脉冲宽度为50 ns的掺铥光纤调Q 激光器作为抽运光源，纤芯掺锗浓度为75%的石英光纤为非线性介质，进行了中红外超连续谱产生的研究。实验过程中在掺锗石英光纤的抽运光输入端熔接一截100~200 μm 长的多模光纤以提高光纤的空间耦合效率和损毁阈值，通过优化掺锗石英光纤的长度，最终在1.9 μm(受光谱仪测量范围限制)~2.9 μm 范围内获得了较平坦的超连续谱输出，10 dB 带宽和20 dB 带宽分别达到950 nm 和980 nm，而且其长波限接近目前报道的基于同类光纤的超连续谱的最大长波限。

基于少模光纤(FMF)的模分复用（MDM）传输系统，模式差分群时延（MDGD）是影响系统设计的关键因素之一。考虑实际光纤制备工艺，数值分析了阶跃折射率(SI)光纤、渐变折射率(GI)光纤、带有外下陷包层的阶跃型光纤和带有外下陷包层的渐变型光纤中不同的MDGD特性。在支持四个导模条件下，优化设计得到两种不同折射率剖面分布的四模光纤，分别具有较大的MDGD(LP11，LP12，LP02与LP01的MDGD分别是4.65,10.02,11.73 ps/m)和较小的MDGD(LP11，LP12，LP02与LP01的MDGD分别是-0.049, -0.258, -0.168 ps/m)。制备了阶跃折射率分布的少模光纤，其实测基模的损耗为0.23 dB/km(1550 nm)和0.37 dB/km(1310 nm)测量及分析结果证明其能够支持MDM应用。

研究了一种基于线性啁啾光纤布拉格光栅(LCFBG)和热光相移技术的可编程带宽波长独立可调光纤光栅滤波器，透射峰数目、带宽、中心波长及波长间隔独立可调。由于热光效应，对LCFBG局部区域进行加热便可在加热处引入相移，使LCFBG透射禁带上产生透射峰。采用可编程的热打印头作为数字化加热单元，精确加热光纤光栅的特定位置，通过控制加热区域的数目和加热区域的间隔来分别确定透射波长的数目和透射波长的间隔；通过改变LCFBG被加热区域的宽度，实现可变带宽滤波。此可编程带宽波长独立可调光纤光栅滤波器的透射峰带宽调谐范围为0.07~1.55 nm，透射峰中心波长调谐范围为1547.44~1558.64 nm，两透射峰间距最小为0.95 nm。

在分析激光投影、激光线扫描和激光点扫描三类显示技术的原理、特点及光源需求的基础上，对几种常见的激光显示用光源进行了性能比较，讨论了其关键技术及存在的问题。重点探讨了掺镨(Pr3+)氟化物可见光光纤激光器的研究现状和发展趋势以及其作为激光显示引擎的可行性。由于掺镨氟化物光纤激光器具有宽带可调谐特性，可以通过选择红绿蓝(RGB)三基色的波长使激光显示色域最大化，从而提高激光显示系统的色彩表现力。

在传统LiNbO3马赫曾德尔调制器偏置控制理论的基础上，提出了一种基于快速傅里叶变换(FFT)算法和低频小信号扰动的谐波响应反馈控制方法，实现了一种与调制器输入光功率及插入损耗无关、任意工作点可偏置并锁定的精密光电控制系统。利用比例积分微分（PID）控制方法，实现了任意工作点偏移小于0.5°的控制精度，实验结果亦证明该控制系统能够实现强度调制器任意工作点的偏置及锁定。这些结果对于将LiNbO3强度调制器稳定在最佳工作点并实现高速长距光纤通信系统是很有帮助的。

利用级联长周期光纤光栅与具有宽带反射功能的啁啾光纤光栅，构成了一种反射型的光纤光栅梳状滤波器.由于光在输出前经过两次干涉滤波作用，所以该梳状滤波器的消光比与透射输出型(即反射前)相比，增加了一倍.而且，通过调节啁啾光纤光栅的反射带宽，可以改变滤波器输出信道的数目.实验中利用弹性梁弯曲的方法，获得了两个可调的光纤光栅梳状滤波器，其信道数可分别在1~5和3~9之间的奇数间调谐(如果改变啁啾光纤光栅的初始中心波长，也可以获得偶数信道间的调谐).