在空间相干光通信应用中, 针对传统激光器线宽较宽、相位噪声大、易导致锁相环路失锁的问题, 研制了单频Nd:YAG非平面环形(NPRO)激光器, 其线宽小于1 kHz, 相对强度噪声(RIN)低于-150 dB/Hz, 具有窄线宽、低噪声的特点。搭建了光锁相环路, 在信号光功率-67 dBm的情况下实现了两台NPRO激光器的相位锁定。在此基础上开展了信号频率为10 MHz和1.25 GHz的模拟通信实验, 在信号光功率分别为-60 dBm和-53 dBm时可观测到较理想的眼图。在2.5 Gbps数字通信实验中, 接收灵敏度达到-50 dBm, 此时误码率为3.2×10-6。系统灵敏度可接近量子极限, 明显优于传统的IM/DD方式, 是一种适合长距离、大容量传输的空间通信方式。

针对法布里-珀罗(FP)腔对更高稳定性的需求，提出了利用Pound-Drever-Hall (PDH)技术稳定FP 腔的方案。根据理论计算模型，详细分析了FP腔谐振光学系统的静态响应与动态响应特性。运用静态分析得到的误差信号可实现FP 腔的锁定，动态响应分析得到的频率响应有助于设计控制环路将FP 腔稳定在选择的工作点处。数值仿真结果表明，当光学增益为0.785 W/(°)，且误差信号为毫瓦量级时，FP 腔的长度稳定精度可达4 pm。通过对比FP 腔锁定前后反射光的光斑尺寸与形状，验证了该方案的有效性和可行性。

基于相位噪音和相控阵理论，运用线阵天线原始方向图函数和光纤链路噪音系数公式，根据天线波束指向实际误差进行合理近似，推导了光延迟线链路噪音系数、天线阵元数与波束指向误差的理论公式.采用常规光纤链路参量进行了仿真研究，结果表明: 相控阵天线波束指向误差均方差随光纤链路噪音系数增大而增加，随天线阵元数增加而减小，指向误差与光纤延迟线链路噪音系数的1/2次方成正比，与阵元数的3/2次方成反比.在相控阵天线工作频段内，低频波段受噪音系数影响更加明显.

为了运用主振功率放大技术获得纳秒量级的高功率密度激光脉冲,设计了一种运用于主振功率放大的半导体激光种子源,通过编程可输出多种形状光脉冲,并采用主动脉冲外形控制技术提高了输出光脉冲的波形质量。实验中研制了高速大电流驱动模块和可编程多种调制波形发生器,并采用了1064nm量子阱分布反馈的大功率半导体激光器。结果表明,该种子源脉冲光功率优于200mW、动态范围优于20dB、脉冲宽度40ns~1μs和重复频率0MHz~5MHz可调,可编程控制输出多种波形。

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。

针对光纤延迟线的高精度的要求，基于光开关和光纤，设计了光纤延迟线的拓扑结构，分析了光纤连接误差和光开关误差对延迟线精度的影响，本文提出了一种减小光开关状态误差的方法。在Matlab 的环境下，计算出所有可能的拓扑结构以及相对应的误差值。通过设定条件选出最小的误差值所对应的拓扑结构，并用于高精度光纤延迟线的设计。仿真证明，采用优化的拓扑结构，当开关误差小于1 ps 时，延迟误差优于2 ps。用磁光开关和单模光纤构建了5 bit 光纤延迟线，经过测量，实验结果表明当步进为100 ps 时，误差优于2.98 ps。

设计了一种运用于MOPA(master optical parameter amplifier)系统的半导体激光种子源。研制了高速大电流驱动模块和任意波形发生器，实验采用1．064μm QW－DFB的大功率半导体激光器，得到了脉冲光功率优于200 mW，脉冲宽度1．5 ns～1μs和重复频率1 kHz～1 MHz可调的半导体激光脉冲种子源。

报道了用声光调制器对CO2激光进行线性调频,调频光信号通过光学自差检测再用声表面波色散延迟线压缩,得到的压缩脉宽达80 ns,脉冲压缩比为100.还对实验系统和结果作了分析和讨论。