提出了一种用于马赫-曾德尔结构（MZ）硅光调制器无抖动的正交（Quad）和最小（Null）偏置点锁定方案。该方案采用了一对差分的光电探测器（MPD）［与输出同向（inphase）的MPD和与输出相差180°（outerphase）的MPD］作为闭环控制信号反馈元件，将这一对差分MPD电流的比值记为归一化光电流，并基于该归一化光电流分别构造了相位偏置在90°的Quad点和180°的Null点的误差函数。对于Quad点锁定，误差函数为归一化比值光电流和差分MPD响应度比值的差值。对于Null点锁定，误差函数为归一化比值光电流相对于热光相移器热功率偏置点的一阶导数，并可通过二阶导数正负号来判定偏置功率的调节方向。从MZ硅光调制器的理论模型出发推导了算法的理论公式，并通过仿真对所提算法进行了验证，验证结果与数学推导公式的结论一致。最后，搭建了53 GBaud四电平脉冲幅度调制（PAM4）测试平台和53 GBaud 二进制相移键控（BPSK）仿真平台验证了所提算法对MZ硅光调制器Quad点和Null点的锁定精度。

为了满足在极低和较高光功率范围内对光信号的探测, 提出了基于硅光电倍增管(SiPM)的弱光检测系统, 该系统包含自动调节偏压电路、电流. 电压转换电路、小信号放大电路和滤波电路。测量不同偏压下 SiPM的输出与入射光信号之间的关系, 实验结果显示, 偏压对 SiPM的输出有很大影响, 不同偏压下, SiPM的探测能力和探测范围都不相同。此外, 该系统对 25 pW到 1.75 μW的光信号都有响应, 能在极低和较高光功率范围内对光信号进行连续探测。

针对双平行马赫-曾德尔调制器工作点漂移的问题, 提出一种适用于16进制正交幅度调制的双平行马赫-曾德尔调制器自动偏压控制算法。算法分为两个部分, 初始化部分和跟踪锁定部分。初始化部分的目的是找到一个接近偏置电压的工作点, 以减少跟踪锁定部分算法锁定工作点需要花费的时间; 跟踪锁定部分使用抖动信号检测法找到精确工作偏置点, 并且能实时地跟踪随环境变化的偏置点, 使得偏置电压在尽量长时间内处于最佳偏置点附近, 且在最佳偏置点附近游走的范围尽量小。通过实验分析了影响算法结果的因素。实测数据表明, 此算法能在较短时间内找到双平行马赫-曾德尔调制器最佳工作偏置点, 并能实时进行跟踪调整。