研究了基于光纤光栅光开关的可重构光分插复用器（ROADM）的设计和实现.提出了一种光纤光栅准直器的结构，由光纤光栅准直器组成的光纤光栅光开关真正实现了光纤光栅与光开关合二为一的结构.以光纤光栅光开关为核心模块，制作了一种ROADM，该器件结构更紧凑，体积更小.通过对样机的测试和系统仿真，结果证明了此种结构的ROADM符合设计标准，具有较高的性能，而且结构简单，操作方便.此外，该ROADM制作过程难度小，器件成本低，适合批量生产.

提出与身分认证的同时进行单向通信密码校正方法,由此可以实现用量子筛选码的直接秘密通信.本方法用周期结构的破损报告错误信息.具体操作时,发信方用"一次一密"的方式发送信息,重复的信息由不同密码加密.在误码率在允许的范围内,合法收信方用量子筛选码和收到的密文就能发现某种周期结构,由此就可自己校正其中的错误了.结果是误码的定位和校正,误码率的测量,安全性的判断,身份的认证可以一次性地完成了.计算中产生的误码矩阵,等效于一种特殊的密钥,只有合法的收信方能根据安全地收到的量子筛选码准确地得到.这个误码矩阵可以用于校正密钥,也可以直接用于校正收到的文件.这个通信过程对双方是对称的.收信方也可以用他的量子筛选码以一次一密的方式加密有周期结构的信息回答发信方,她可以按照完全相同的方式找到误码矩阵,完成一次无差错的秘密通信.本方法不需要存储正确的密钥,也因此没有存储密钥被复制的危险.

基于非等臂双M-Z光纤干涉仪的量子密钥分发系统,这种量子密钥分发系统容易受到外界环境的干扰导致相位漂移,而干涉的稳定性直接关系到密钥分发的误码率.利用跟踪相位随机漂移和实时统计方式实现稳定量子密钥分发,成功进行了75Km的量子密钥分发实验.跟踪相位随机变化实现稳定密钥分发具有系统结构简单,容易操作,同时密钥分发时间上具有一定的随机性,因此减小了窃听者获得信息的概率.

为了研究位相编码量子密钥分发系统中的干涉稳定性,运用解析和数值计算方法详细研究了光纤双折射、温度变化、非对称性以及耦合器分光比对量子密钥分发系统干涉条纹可见度的影响,结果表明光纤双折射、温度变化和非对称性都将影响系统的干涉可见度,调整接收端的调制位相能消除温度变化的影响,并减小非对称性对系统的影响,但不能改善光纤双折射对系统干涉的影响.另外,耦合器分光比影响系统的效率.

分析暗计数的来源,讨论温度及门控模式下各种参数对暗计数的影响,提出减小暗计数的有效方法。太低的温度不利于暗计数的减小,而应根据不同的 APD选择合适的温度并与门控技术结合来消除暗计数。偏置电压的大小、门脉冲宽度和周期的选择对后脉冲的消除起着关键的作用。

分析了掺铒光纤放大器(EDFA)瞬态效应的产生机理,讨论了其对DWDM网的危害,给出了采用抽运源控制法对其进行抑制的实验,从实验结果可以看出此方法对EDFA的瞬态效应确实起到了一定的抑制作用。

光衰减技术是一种重要的光学技术,它在许多领域有重要的应用.在量子密钥分配中采用光衰减技术可获得单光子序列,这是量子保密通信的基础.用线性分束耦合器形成多个输出口,将光强的时序衰减变为光强沿输出口的空间分布,研制出了量子保密通信用的精密控制强衰减器,实现了对光子数的精密控制.

分析了DWDM系统中光纤光栅滤波器透射色散特性,光源线宽和光栅透射色散对啁啾高斯光脉冲的展宽及对通信系统码率的限制,在适当的参量条件下,对系统码率进行了计算;结果表明,在接近单色时,啁啾是限制码率的主要因素,在线宽较大时,线宽成为限制码率的主要因素,光栅长度的增长,也将制约码率.

综述了目前掺铒光纤放大器(EDFA)的监控方法,对其特点进行了讨论,并在此基础上提出了一种新型的监控方案,给出了该方案的结构图,并对所涉及的理论和实践问题做了比较详细的讨论.