基于4电平脉冲幅度调制（PAM4）的强度调制直接检测（IMDD）是目前中短距应用的主要解决方案之一。然而，基于高阶脉冲调制的IMDD方案检测灵敏度明显下降。另一方面，拥有更高灵敏度的标准相干检测技术又面临成本和复杂度方面的挑战。因此，自零差相干检测（SHCD）和差分检测等自相干检测方案，因其优于PAM4的性能和低于标准相干检测的硬件成本而在新一代中短距应用中具备优势。本文综述和比较自零差相干以及差分自相干检测（DSCD）系统各自的特征、优点和挑战。文中进一步针对光功率受限和光信噪比受限的不同传输场景，分析比较基于SHCD-正交相移键控（QPSK）和DSCD-差分正交相移键控（DQPSK）方案的系统性能，展示了DSCD-DQPSK系统相较其他方案在硬件成本和系统性能方面的综合优势。

为了提高空间光通信的抗干扰能力，采用了一种基于二波耦合基础的新型差分光调制器件。实验结果表明，利用这种差分调制器实现的差分模式自由空间光通信，能有效抑制云团、雾等干扰因素引起的共模干扰，空间光通信的通信质量通过这种差分传输方式得到显著提高。

提出一种新型的光分组信头净荷分离方案．利用一个非对称半导体光放大器马赫－曾德尔干涉仪提取出信头脉冲，然后再利用对称的SOA－MZIs构建异或门，完成信头脉冲和光分组脉冲在差分调制下的逻辑运算，提取出净荷脉冲．在50 Gb／s速率下，数值仿真表明提取出的信头和净荷信号的开关比均超过16 dB．此外通过更改参数设置．该方案还可以应用到不同速率，不同信头长度的信头净荷分离中．