因磁光开关的开关速度快、可靠性高、串扰小等特点，提出一种基于光纤磁光开关的时分复用全固态激光雷达。分析了基于光纤磁光开关的时分复用全固态激光雷达的成像原理，实验测试影响激光雷达性能的磁光开关相关性能参数，包括延迟时间、开关上升沿时间、插入损耗、回波损耗。随后，基于1×8光纤磁光开关搭建了时分复用全固态激光雷达实验系统，通过磁光开关将光路切换到二维光束阵列不同位置的光纤通道中，基于飞行时间（ToF）测距技术实现了激光雷达的快速三维成像。最终，通过对空间目标构建三维点云图，验证了该雷达系统的全固态三维成像能力，实现了510.3 Hz的扫描频率和0.36°的角度分辨率，并通过微平移台可将角度分辨率提高到0.18°。与micro-electro-mechanical system（MEMS）和光学相控阵的光束成像技术相比，所设计的技术方案具有成本低、能量利用率高和光束质量高等优点。

针对高速旋转设备分布式测量需求, 设计了一种单通道光纤旋转连接器(FROJ), 并进行了性能测试。以此单通道FROJ为基础, 采用磁光开关通过时分复用方式设计了四通道FROJ, 在静态和动态条件下分别测试了其插入损耗。实验结果表明: 该四通道FROJ的插入损耗小于4.5 dB,旋转变化量小于2 dB, 在转速不超过600 r/min时可以实现光信号的可靠传输。

在室温下实现了全固态Au/Ti/Y2CeFe5O12多层结构的电阻和磁光克尔效应的电场调控。在635 nm波长处，1.5 V的操作电压使饱和磁光克尔旋转角的变化幅度达58.1 μrad，对应的能耗为0.66 nJ/μm2，响应时间为300 s，且该调控具有可逆性与非易失性。以Au/Y2CeFe5O12作为对照，揭示了Ti层对该调控的关键影响。通过表征多层结构的电阻在电场作用下的变化，证实了氧离子迁移的发生。氧离子迁移是电场调控磁光效应的机制，该原型器件为发展电场可调的磁光器件提供了一种新途径。

多色荧光的激发检测光路是多重定量聚合酶链式反应(PCR)系统的核心组成部分。根据系统对荧光激发的均一性、荧光检测的时间和灵敏度需求，提出一种基于磁光开关和光电倍增管(PMT)的多色荧光激发检测光路。通过四色LED单独激发和PMT检测来提高灵敏度；利用磁光效应实现光路的电控切换，配合一维扫描机构和滤光片切换装置，完成96孔标准PCR板的四色荧光扫描。该设计避免了多色荧光光路的系统串扰。由于荧光染料本身光谱特性产生的荧光光谱串扰是通过标准迭代的四维聚类分析算法计算串扰矩阵，并通过4种常用染料的实验研究，对所建荧光检测系统进行荧光光谱串扰评估。

采用磁光晶体薄膜、半波片、偏振分束器、偏振合束器和高速法拉第转子等元器件研制了一种具有新型光路的1×2全光纤磁光开关，以用于全光网络通信. 采用雪崩晶体管设计和制作了多种纳秒脉冲发生器，用于驱动法拉第转子中的微型螺线管. 对螺线管的尺寸和结构布局进行了优化设计，并分析螺线管的磁场强度和自感系数等性能参量，以提高磁光开关的开关速度. 磁光开关的性能测试结果表明，纳秒脉冲上升时间为2~5 ns、脉冲宽度为6~12 ns、脉冲幅值为30~150 V. 磁光开关的插入损耗为1.55 dB，串扰为23.69 dB，消光比为-23.69 dB，开关时间为100~400 ns. 该全光纤磁光开关的开关时间已达到纳秒量级.

给出了基于高速磁光开关的光实时延时技术的方案。研究了拓扑结构和磁光开关对光延时性能的影响。研制了5 bit,32位的光实时延时系统,并建立了光延时的测试平台,经测试,延时线延时精度优于3 ps。对光延时单元插损进行测试,结果显示:32态单元插损为0.12~0.88 dB,各态变化呈随机性。

设计和分析了一种新型的用于全光通信网络的高速微型1×2磁光开关，包括光学光路和高速控制．纳秒脉冲发生器的纳秒脉冲电流用于控制传输1550nm光束的磁光晶体的磁化强度．对纳秒脉冲发生器的电路设计方案和纳秒脉冲磁场设计方案分别进行计算机仿真和实验验证．结果表明：纳秒脉冲发生器能够输出上升沿1．9～3．2ns、上升幅度10～90V和脉宽4～100ns的脉冲．在单片机MCU的控制下，可以实现光束的平稳切换，目前的开关时间小于1μs．