为研究键合四结太阳电池中In0.53Ga0.47As子电池在高注量电子辐照下的性能退化规律与机制, 对In0.53Ga0.47As单结太阳电池进行了高注量1 MeV电子辐照试验, 并结合等效位移损伤剂量理论和数值拟合方法对电池性能的退化进行了分析讨论。结果表明, 在1 MeV电子辐照下, 非电离能损(NIEL)值在电池活性区内随着电子入射深度的增加不断增大; 开路电压Voc、短路电流Isc等重要I-V特性参数随着辐照注量的增加均发生了不同程度的退化, 注量达到6×1016 e/cm2时, 电池光电转化效率为零, 电池失效。光谱响应方面, 注量小于4×1016 e/cm2时, 长波区域退化程度明显比短波区域严重; 注量大于4×1016 e/cm2时, 长波区域退化程度与短波区域基本相同。辐照位移损伤引起的光生少数载流子扩散长度减小和载流子去除效应是导致电池性能退化的主要原因。

在利用飞秒激光器产生太赫兹波的过程中, 等离子体本身会对太赫兹波能量进行吸收, 其吸收特性在太赫兹波雷达探测、等离子体隐身、电磁干扰研究等方面有着广泛的应用前景。结合理论分析设计了一种等离子体吸收太赫兹波的测量系统, 提出等离子体粒子间相互碰撞吸收是导致等离子体吸收太赫兹波的主要原因, 并在实验测量研究中发现等离子体密度大小、光学透镜焦距长短以及入射飞秒激光与倍频晶体晶轴角度是影响吸收程度的主要因素, 这些研究为等离子体吸收应用提供了更加全面的理论支撑, 有助于推动太赫兹波技术在**及民用领域的快速发展。

数值仿真半导体光放大器(SOA)延迟干涉仪(DI)光判决门的功率传输曲线，给出在40 Gb/s速率以下SOA-DI光开关的再生特性，进行了10~40 Gb/s恶化信号的再生实验验证。由于SOA的交叉增益调制（XGM）极度依赖于载流子的恢复时间，在高速时，基于SOA的XGM效应的反逻辑信号存在明显的码型效应，提出基于SOA的瞬时交叉相位调制效应结合交叉增益压缩（XGC）效应的全光2R(再放大、再整形)再生方案，实现了100 Gb/s的归零（RZ）信号的全光2R再生。

为了研究放大反馈激光器全光时钟提取的性能，采用单边带相位噪声功率谱积分的方法，对40Gbit/s无恶化信号和噪声恶化信号分别进行了时钟提取实验，计算了所提取时钟的时间抖动。同时还测量了放大反馈激光器的锁定范围。通过实验取得了恶化前后所提取时钟的时间抖动分别为130fs和150fs，放大反馈激光器的锁定范围为234MHz。结果表明，基于放大反馈激光器的全光时钟提取方案对噪声恶化具有较强的容忍度，而且具有较宽的锁定范围。这一结果对于全光时钟提取技术的进一步发展具有重要意义

提出了一种全新的基于相位强度级联调制器和色散补偿光纤(DCF)的四进制幅移键控(4-ASK)非归零码(NRZ)到归零码(RZ)格式转换方案。理论分析了新格式转换器的工作原理，并进行了20 Gb/s的四进制幅移键控NRZ到RZ的格式转换实验研究。结果表明，该方案能将四进制幅移键控NRZ信号转换为四进制幅移键控RZ信号，转换过程不改变信号波长，且转换后信号脉宽较窄、时间抖动较原信号小，该码型转换器还可以应用于多波长幅移键控信号的码型转换。

提出了一种全新的基于相位-强度混合调制和色散补偿的光差分相移键控(DPSK)信号的非归零(NRZ)到归零(RZ)格式转换器，理论分析了转换器参数对转换的影响，数值研究了恶化条件下的10 Gb/s的NRZ-DPSK到RZ-DPSK的格式转换。实验展示了10 Gb/s 的DPSK信号格式转换及解调后的误码性能。计算结果表明，通过设计转换器参数可获得低占空比RZ-DPSK信号，且转换后信号质量较高。实验结果表明格式转换功率代价较低，转换后RZ-DPSK信号时间抖动较原NRZ-DPSK信号减小。该格式转换器还适合光四相差分相移键控(DQPSK)的非归零到归零格式转换及多波长操作。

We propose and investigate a novel technique to realize non-return-to-zero (NRZ) to return-to-zero (RZ) format conversion of a multichannel 4-ary amplitude shift keying (4-ASK) signal. The proposed format converter composed of two modulators and a dispersion compensating fiber (DCF) is theoretically investigated using numerical simulation as basis. Research shows that a 4-channel 20-Gb/s NRZ-4-ASK signal can be converted to a RZ-4-ASK signal simultaneously without wavelength shifting and signal quality degradation, with the converted signal multiplexed to 40 Gb/s.

理论和实验研究了基于光纤中自相位调制效应和偏移滤波的全光2R再生，实现了因放大的自发辐射噪音而恶化的数据信号的再生.数值研究了输入平均功率对信号再生的影响，结果表明，通过控制输入光纤的平均功率，Q值在5到12的40 Gb/s归零码信号再生后均可实现Q值和幅度抖动的改善.最后进行了基于高非线性色散位移光纤的10 Gb/s归零码ASE恶化数据信号的再生实验，误码率为10－9时标准时的再生功率代价仅为0.1 dB.

研究了基于半导体光放大器(SOA)结合延迟干涉仪(DI)结构的全光波长转换。分析了SOA-DI结构的工作原理和DI参数的作用, 进行了10 Gb/s和40 Gb/s归零码全光波长转换实验研究。实验结果表明, 基于SOA中交叉增益调制(XGM)效应实现的波长转换为反相转换, 输出信号消光比较低, 当工作速率较高时波长转换信号质量明显恶化。而SOA-DI结构可实现同相波长转换并可改善波长转换信号的消光比, 从而改善单个SOA实现波长转换的性能并提高系统的工作速率, 该结构还具有结构简单、可光子集成等优点。

研究了160 Gb/s 光时分复用(OTDM)系统的解复用技术。针对160 Gb/s速率的特点,对高非线性光纤(HNLF)的光纤环镜(NOLM) 特性及解复用进行了数值仿真。计算了低信号光时间抖动下解复用误码特性对时钟与信号的走离及时钟功率的依赖关系。计算了三种走离值消光比随时钟功率增加的变化趋势并给出：存在一个能获得最大的解复用窗口消光比、并能降低相邻信道串扰的合适的时钟功率范围。利用自制的基于电吸收调制器和压缩技术的超短光脉冲源建立了160 Gb/s OTDM实验系统,测量了不同信号光功率下NOLM的消光比,它基本不随信号增大而变化,在信号功率为7.3 dBm时仍大于23 dB。利用上述装置实现了无误码的160 Gb/s到10 Gb/s全光解复用。