脉冲光纤激光器系统产生的放大自发辐射(ASE)是制约其峰值功率的重要因素，而脉冲泵浦是抑制脉冲光纤激光器脉冲自发辐射的有效方法。文章对掺镱双包层光纤放大器的脉冲泵浦特性进行了研究，设计了一种由信号源、隔离器、放大级和滤波器组成的实验光路。对于脉冲泵浦，放大器设计中需要确定的最主要因素是泵浦功率和泵浦脉宽，文章研究了单脉冲能量、ASE功率与泵浦功率以及泵浦脉宽之间的关系，所得结论对脉冲泵浦光纤放大器的设计具有一定的参考价值。

针对无线传感网络(WSN)中电池能量有限的问题，提出了一种基于低功耗自适应集簇分层型协议(LEACH)算法的支持无线充电的传感网络模型。首先，通过磁谐共振原理构建了传感节点充电与接收功率的模型；然后，用Matlab软件对LEACH算法进行仿真；最后，将LEACH算法与无线充电相结合，并在此基础上提出一种仅进行一次分簇的新算法New-LEACH算法。实验结果表明，与传统LEACH算法相比，新算法可以有效提高WSN的生命周期和网络吞吐量。

文章利用理论模型研究了GaAs/AlxGa1-xAs量子阱红外探测器(QWIP)中掺杂参数对探测器探测波长的影响，并借助2×2哈密顿方法计算了此模型的特征能态。通过将模拟结果与现有实验数据进行对比、分析可知，当掺杂浓度增加时，峰值归一化吸收率、吸收系数和响应度等呈非线性增大。同时还发现，在AlxGa1-xAs势垒中，Al的摩尔分数(x)增加时，子带间吸收能力增强，但吸收的峰值波长会向较短的波长方向移动，进而判定掺杂浓度是高性能QWIP设计的重要参数之一。

为研制符合高线性大功率的应变多量子阱激光器，文章在理论上计算了应变补偿，实验选用了金属有机物化学气相沉淀(MOCVD)工艺来研制生长AlGaInAs应变补偿多量子阱结构，最终有源区采用了7组张压应变交替的势垒和势阱层。激光器样本芯片采用共面电极结构，使得激光器的工作电流无需通过衬底，从而降低了激光器工作电容，其电容与传统激光器相比得到相应地减小，提高了激光器的光电特性。实验室制作出了应变多量子阱激光器样本芯片，光荧光分析得出光致发光谱，激射波长为1 304 nm；阈值电流为Ith≤9 mA；单面斜率效率为0.44 W/A。测试结果表明该器件有良好的性能参数。

为了有效降低光接入网系统的成本，提出了一种利用低模式串扰复用器、解复用器和少模光纤实现的双向波长重用的模式复用接入网结构。在下行传输中，少模光纤中的一个模式用于传输光载波，其他模式用于传输下行信号。在上行传输中，光载波被分束到所有的光网络单元，用于上行信号的重新调制。通过利用低串扰的模式复用/解复用器和少模光纤，载波和各个信道可以有效地分离。进一步地，为了减少双向瑞利反向散射噪声，提出上下行传输不同的边带信号。利用该方案，实现了双向对称的基于强度调制和直接检测的2×12.5 Gbit/s正交相移键控正交频分复用信号在4模式11.5 km少模光纤中的传输。

为满足未来不断发展的接入网络业务需求，提出了一种基于自零差检测的高速模式复用无源光网络方案。在该方案中，少模光纤中的一个空间模式传送信号载波(即导频)，其他空间模式用于传输信号。在接收端，导频和信号通过模式解复用器分离，导频作为接收端的本振与信号进行混频，实现自零差检测。借助于低串扰的少模光纤和模式复用/解复用器，接收端无需多入多出技术处理，即可实现导频与信号低串扰的分离。相比于偏振复用的自零差检测，基于模式复用的自零差检测可以有效地提高频谱效率。自零差检测可以有效地抑制激光器相位噪声，大大降低光线路终端或光网络单元对激光器线宽的要求。在接收端，由于不需要额外的本振，信号处理无需进行频偏的补偿，对载波相位恢复的要求也大大降低，从而有效降低了接收端数字信号处理的复杂度。利用该方案实验实现了4×40 Gbit/s 偏振复用正交频分复用信号经过55 km两模式少模光纤和模式复用解复用器后的无误码自零差检测。与背对背传输相比，55 km少模光纤引入的Q因子代价小于1 dB。

为了优化在长距离光纤通讯系统中采用的1.31μm波长的量子阱激光器, 对AlGaInAs/InP材料的有源区应变补偿的量子阱激光器进行了设计研究。采用应变补偿的方法, 根据克龙尼克-潘纳模型理论计算出量子阱的能带结构, 设计出有源区由1.12%的压应变AlGaInAs阱层和0.4%的张应变AlGaInAs垒层构成。使用ALDS软件对所设计出的器件进行了建模仿真, 对其进行了阈值分析和稳态分析。结果表明, 在室温25℃下, 该激光器具有9mA的低阈值电流和0.4W/A较高的单面斜率效率; 在势垒层采用与势阱层应变相反的适当应变, 可以降低生长过程中的平均应变量, 保证有源区良好的生长, 改善量子阱结构的能带结构, 提高对载流子的限制能力, 降低阈值电流, 提高饱和功率, 改善器件的性能。

随着微波光子技术的发展, 在解决传统射频领域无法直接实现的功能方面已经有了很大的成就, 同时大大促进了光电子通信技术的发展。然而, 微波光子技术仍面临着新的挑战: 现有的光通信系统由分立的光/电、电/光等元器件构成, 在不断追求更高速率、更大带宽和更强处理能力的通信系统的现状下, 要求器件和系统的尺寸更小、功耗更低及抗干扰能力更强。因此, 通过硅基集成技术和微波光子技术的结合实现微波光子学系统芯片集成化, 从而降低整个系统的成本、缩小尺寸、降低功耗, 是微波光子学发展的必然趋势。文章总结了微波光子集成技术和硅基光子器件的发展现状, 指出可调谐、可编程的硅基微波光子芯片必将成为**领域和民用方面发展的关键技术。

针对现有的BPS(盲相位搜索)算法计算复杂度过高的问题, 提出了一种基于改进型QPSK(正交相移键控)分区算法的二阶载波相位估计算法, 该算法的第一阶采用传统基于部分星座点的P3算法进行粗估计, 第二阶采用作者提出的改进型QPSK分区算法补偿剩余的相位噪声。仿真结果表明, 该算法的性能与BPS算法相近, 但计算复杂度较BPS算法降低了约1/13。