针对非对称限幅光正交频分复用(ACO-OFDM)系统高峰值平均功率比(PAPR)的问题, 提出了一种降低PAPR的上行多址方案, 采用选择性映射-稀疏码分多址(SLM-SCMA)技术抑制ACO-OFDM系统的PAPR, 并通过Matlab软件对ACO-OFDM系统性能进行了仿真。仿真结果表明: 当子载波数N=512、CCDF值为10-4时, 不采用和采用SLM-SCMA技术的ACO-OFDM系统PAPR分别为11.82 dB、7.02 dB。

提出一种基于中阶梯光栅和数字微镜器件(DMD)的高分辨率C波段可调谐光纤激光器。利用DMD的灵活波长调谐性能和中阶梯光栅的高分辨率特性,在该激光器中设计了具有交叉色散结构的光路准直系统,实现了激光器高精度波长调谐功能。研究结果表明:通过在DMD上远程加载全息图,该激光器可实现1542~1558 nm波长范围内的灵活调谐,调谐精度为0.036 nm,输出信号的3 dB线宽小于0.02 nm,边模抑制比超过40 dB。在室温下,1 h内信号中心波长的漂移小于0.013 nm,功率涨落小于0.07 dB。

波长选择开关(WSS)是目前及下一代可重构光分插复用器(ROADM)与动态全光网络的核心器件。WSS目前正向着多端口数与高光谱调制精细度的方向不断发展。利用光学设计软件ZEMAX模拟了整个WSS光学系统,通过建立傅里叶透镜组和双胶合柱面镜模型来改进WSS光学结构。利用评价函数、点列图及光学传递函数等评价手段对所设计的WSS光学系统进行评价与优化,并逐步改善整个WSS光学系统的成像情况。最终,得到了最小光谱滤波带宽在8 GHz范围内的65个端口的WSS光学系统。

利用几何光学理论分析了锥形光纤中传输光线模式的变化,得到锥形光纤锥腰直径在1.135~60 μm范围内时可实现多模传输的结果。采用熔融拉锥系统制备不同直径的锥形光纤,运用Origin软件拟合得出锥形光纤半径随拉伸长度的变化关系,在给定条件下,拉锥时间为95 s时,获得锥腰直径为2.475 μm的锥形光纤。运用RSoft公司的BeamPROP模块对直径为2.475 μm锥形光纤的传输性能进行了模拟,同时采用放大自发辐射(ASE)光源作为输入光源,选取1530~1580 nm波段,测量了锥形光纤输出光功率随波长的变化关系。将锥形光纤接入环形腔,通过偏振控制器改变腔内信号光的偏振态,实现了1563.828~1565.444 nm范围内的波长可调谐,边模抑制比为51.4 dB,并得到波长间隔最大为1.48 nm的双波长输出,边模抑制比为49.8 dB。

光纤激光器在光纤通信、光纤传感、光谱测量等众多领域有着广泛应用。设计并研制了一种基于数字微镜器件（DMD）实现滤波功能并具有多个输出端口的宽带连续可调谐掺铒光纤激光器。用行波速率方程模型对激光器的输出特性进行理论分析和仿真研究；在此基础上，搭建了具有8个输出端口的宽带可调谐掺铒光纤激光器实验系统；结果显示：各端口输出波长范围为50 nm，完整覆盖了整个C波段，并拓展到了S和L波段；激光器的阈值抽运功率为17 mW, 输出激光的3 dB带宽小于0.02 nm，边模抑制比大于50 dB。激光器在100 min内输出稳定性的实验测试结果表明，输出激光的功率波动小于0.4 dB，波长抖动小于0.02 nm。

与红外辐射、X射线、核磁共振、超声波等传统医疗诊断技术相比, 太赫兹技术具有能量低、空间分辨力高和带宽宽等独特分析能力, 成为人体成像或人体组织癌症诊断技术的补充技术。分别对肝脏和肺的正常组织与肿瘤组织做了太赫兹光谱检测与太赫兹成像研究, 通过肝脏的光谱检测与成像实验总结出相关经验, 使得肺癌组织太赫兹成像得到了明显的效果, 并且发现肺癌肿瘤组织在1.0 THz~1.75 THz频率范围内的太赫兹成像能够明显区分出正常组织与肿瘤组织, 且频率越高, 成像分辨力越高。

运用THz-TDS技术和Far-FTIR技术在干燥氮气和真空环境下分别测量了阿奇霉素干混悬剂、 胶囊、 片剂、 分散片等不同物理形态的药品在0.2～5.0 THz波段的光谱。 其中, 阿奇霉素干混悬剂在0.2～15.0 THz波段内存在较为明显的吸收峰, 且对比国产和进口产品的特征峰可以发现, 国产药品在几个主峰上都表现出谱线增宽, 且有部分多余小峰出现, 可能是由于结晶度不纯和杂质引起的。 而国产阿奇霉素胶囊、 片剂、 分散片则由于填充辅料、 样品颗粒较大、 样品含量少等原因致使吸收基线随频率增高而上扬, 上述特征峰在0.2～2.7 THz波段发生不同程度的变弱和频移。 同时, 对不同浓度进口阿奇酶素干混悬剂与聚乙烯的混合物作了分析, 根据浓度与吸收强度呈现的线性正相关关系, 可以较为准确地分析出有效成分的浓度, 从而实现对阿奇霉素类混合体系药品的质量检测和评估。

可重构光分插复用器(ROADM)和多维光交叉连接(OXC)作为实现下一代动态全光网络的关键设备受到了光通信领域研究机构和产业界的高度重视。1×N 端口波长选择开关(WSS)是目前及下一代ROADM 的核心器件。针对现有WSS 存在的光学系统复杂、系统插损与端口串扰大，以及端口数和通道数有限等不足，提出一种具有通带调谐灵活性的基于硅基液晶处理芯片(LCoS)的1×32 高端口数WSS。通过软件远程控制LCoS 上加载的全息相位图像，使光通信C 波段密集波分复用(DWDM)信号中任意一个或一组波长灵活切换至任意输出端口输出，各波长通道切换独立可控。研究结果表明：系统插入损耗为5 dB~25 dB；栅格为100 GHz 时波长信道的3 dB 带宽均为40 GHz；带宽从50 GHz 起连续可调，调谐步长1 GHz。这一研究为M×N 高端口数WSS 的研制奠定了坚实的理论实验基础。

硅基液晶(LCoS)是一种新型可编程的衍射光学元件，已广泛应用于光学显示、通信与存储等领域。研究了LCoS 的光束衍射特性，并将其作为波长切换器应用于1×N 型波长选择开关中，成功实现了输入与任意输出端口之间的波长切换。利用光学标量衍射理论计算得到LCoS 上1 级光强分布及衍射效率与各物理参量的关系。结果表明：单位周期内相位阶数不低于10 时，衍射损耗可稳定控制在5 dB 内。在此基础上，巧妙设计了基于LCoS 的1×N 型波长选择开关(WSS)，利用LCoS 相位光栅设置的高度灵活性实现输出通道间隔的灵活可调。通道之间低串扰且独立可控。实验测得WSS 系统损耗为10 dB~14 dB。

鉴于二茂铁衍生物在光电功能材料方面的应用，以乙酰基二茂铁和对二甲氨基苯甲醛为原料，经缩合反应合成了一种具有大π 共轭体系，以二茂铁酮基为电子受体，二甲氨基苯基为电子供体的新型二茂铁衍生物，1-二茂铁基-3-(4-二甲胺基苯基)-丙-2-烯-1-酮，通过核磁共振对化合物结构进行表征。结合刮刀法和梯度升温法制备出质量分数为4%的二茂铁衍生物/聚酰亚胺复合薄膜。利用分光光度计测定了该化合物的紫外-可见吸收光谱，并通过透射光谱法得到薄膜的光学常数，采用单光束Z 扫描技术测试了薄膜三阶非线性光学特性。1-二茂铁基-3-(4-二甲胺基苯基)-丙-2-烯-1-酮薄膜的三阶非线性极化率为1.0375×10-11 esu，优于光纤三个数量级，可用于制备光电器件。