研究了一种可实现开环光纤陀螺大动态范围测量的正交解调算法。对干涉信号每周期间隔π/6进行直接采样，得到12个离散点进行相位解调，并利用条纹计数方法实现了开环光纤陀螺的大动态范围测量。详细分析了开环光纤陀螺系统相位调制器驱动信号、干涉信号采样相位误差与正交解调算法解调误差之间的关系。利用抽取的12个采样点构建调制深度误差E_M和调制初始相位误差E_W评价参数，并对正弦调制信号参数进行反馈控制，保证解调精度。结果表明，为使开环光纤陀螺的相位解调误差在±10^-6 rad（标度因数为1.134 s，陀螺输出角速度误差为±0.18（°）/h）内，正弦调制信号的调制频率f_e误差需小于±0.072%（97.31 kHz），电压峰峰值V_π误差需小于±0.1%（3.654 V），调制初始相位误差需小于±16.226 mV，调制深度误差需小于±12.483 mV，数字采样相位误差需小于5.625×10^-4 rad。

针对无线光通信中的收发技术，从空间光通信和水下光通信两方面梳理相关的研究进展，根据不同场景从通信波段、调制方式、光电探测器三个方面总结无线光通信收发技术的发展趋势，分析单光子探测在无线光通信中的应用前景，并报道了本研究组将串联型超导纳米线单光子探测器应用于空间光通信取得的结果，为相关研究工作的开展提供借鉴和思路。

为了提高激光干涉测量法的抗干扰能力，提出幅度调制激光干涉测量法。使用可调谐半导体激光器的高频调谐特性对激光信号进行幅度调制，通过水表面反射光与参考光的干涉来获取水下声场的信息，采用锁相放大解调制法实现激光干涉水下声信号的准确反演。对幅度调制激光干涉水下声信号特征进行模拟，搭建基于光纤耦合式的激光干涉水声测试系统，采用10 kHz的调制频率驱动中心波长为1405 nm的尾纤输出可调谐半导体激光器，并对水下声信号进行测量。结果表明，所提方法能够有效提取水下不同频率和不同强度声信号的振动特征，在频率为2 Hz的脉冲噪音的干扰条件下，相较于传统激光干涉测量法，所提方法测量的信噪比提高了10 dB以上，增强了水声测量的抗干扰能力。

谐振式光纤陀螺(RFOG)是基于Sagnac效应产生的顺时针光路与逆时针光路的谐振频率差来测量旋转角速率的光学传感器。由于Sagnac效应极为微弱,RFOG常采用信号调制解调技术提高检测精度。首先介绍了基于正弦相位调制解调的RFOG的基本原理及衡量其性能的主要指标,详细推导了基于正弦相位调制解调的RFOG系统受散粒噪声制约的理论角度随机游走(ARW)的表达式,分析了调制参数包括调制频率和调制系数对理论ARW的影响。研究表明,在给定的激光功率及光纤环形谐振腔条件下,存在一组最佳的调制参数和解调相位,用于实现ARW的最小化。以直径为12 cm、总长为29 m、测试清晰度为14.7的光纤环形谐振腔搭建了实际RFOG系统,当调制频率分别为1 MHz、600 kHz、240 kHz时,测试得到的陀螺ARW分别为0.0124,0.0072,0.0052 (°)·h ^-1/2。

为快速准确地预测系统的健康状况, 提出了基于声表面波技术的无线传感器网络温度测量方法。该检测方法利用交换机触发的单向雷达脉冲, 通过无线电调制解调器提供发送和接收信道。根据传感器结构对协作目标的截面特性进行表征, 以恢复定义换能器材料特性的物理量。同时给出了询问器至询问器, 以及传感器至询问器在通信中的抗干扰处理方法。持续1年半的室内和室外温度测量实验验证了所提方法的有效性, 可支持工业系统监测, 健康状态评估。

在可见光语音视频的实时传输中，系统对速率要求较高。为了降低传输速率，在发送端利用现场可编程门阵列(FPGA)调制模块分别采集视频数据和语音数据，然后加载至对应的发光二极管(LED)驱动电路，将2路LED发出的光同时投射到光电探测器上；接收端根据光/电转换之后的电压信号进行强度判别，分离出语音数据和视频数据，分别传输至对应的终端。实验证明该系统在传输速率相对较低的情况下可以进行实时语音视频的传输。

当前室内可见光通信系统大多考虑接收机静止的情况, 无法适用于日益增多的移动设备。为了解决可见光通信系统中移动接收机的解调问题, 提出了基于人工神经网络的可见光通信移动接收机方案。以广泛应用的二进制振幅键控调制技术为基础, 推导出可见光通信移动场景的检测方法和解调阈值; 通过动态时间规整技术提取光强度序列的距离特征, 利用遗传算法对特征集进行优化, 选择高显著性的少量特征子集; 将特征子集送入人工神经网络进行训练, 对二进制振幅键控解调阈值进行预测。实验结果显示, 方案有效降低了移动场景下可见光通信系统的误码率。