基于分步傅里叶方法，仿真研究了光子晶体光纤（PCF）在反常色散区的群速度失配因子δ、高阶色散（主要是三阶色散）对孤子自俘获效应的影响。研究结果表明：随着群速度失配艿的增大，两偏振分量的平均振幅差值也增大，孤子自俘获效应变差；三阶色散量增大时，孤子自俘获效应变差。因此，只有选择合适的特性参数值才可以得到比较好的孤子自俘获效应，此特点可用于实现光开关等光信号处理功能器件。

根据红外多目标跟踪系统的设计需求，在硬件上设计了一个以两片ADSP—TS101DSP和一片FPGA为核心处理器、带CPCI总线接口的多处理器并行处理平台；在算法上采用了SB／MHT红外多目标跟踪算法。详细介绍了多处理器间的高速数据传输和同步通信设计方法，SB／MHT算法在双DSP上的移植实现，以及PLX9054PCI桥接芯片的通信方式设计。

理论分析了光子晶体光纤中孤子自频移（Soliton Self-Frequency Shift，SSFS）这一光纤的非线性效应，研究了利用SSFS实现波长变换的薛定谔方程求解问题，讨论了输入功率、PCF的长度、非线性系数等参数对波长变换范围及转换效率的影响，指出输入功率与PCF的长度相对于波长变换的输出中心波长从几纳米到几十纳米基本呈线性变化，当使用较长的PCF时，光纤中的高阶孤子和孤子分裂效应将限制波长变换的效率。基于高非线性PCF的SSFS波长变换是一种简单可行且高效的方案。

利用传输矩阵方法，研究了单折射率层缓变准周期结构一维光子晶体存在不同缺陷时的缺陷模。研究表明，无论缺陷层是替代高折射率层，还是替代低折射率层，都会引入缺陷模，且缺陷模与缺陷层的位置和结构参数相关。缺陷层位置不同，缺陷模的位置及共振透射峰也不同。随着缺陷层光学厚度的增大，缺陷模波长向长波方向移动。但缺陷模品质因子却随缺陷层替代不同的折射率层而存在差异，这一差异是同所计算的一维光子晶体自身的结构相关的。

为改善无线光通信系统的频带利用率，加强纠错能力和码间抗干扰能力，提出一种数字脉冲间隔调制（DPIM）和Turbo编码相结合的调制编码技术。首先分析了无线光通信中脉冲位置调制（PPM）和DPIM的区别，并对PPM和DPIM两种调制方式的功率需求、频带需求以及传输容量等性能进行了分析和比较。在此基础上，选择具有更低频带需求，且无需同步技术的DPIM作为无线激光通信的调制方式，并结合Turbo编码技术，将DPIM分别加入到Turbo码的编码和译码过程中。该技术可发挥DPIM在调制方面和Turbo码在编码方面的优势。

为了满足光电探测靶在室内大靶面测量的需要，提出了采用特定波长发光二极管设计符合要求的线光源。根据光电探测靶光电探测特点，分析了影响探测灵敏度的因素与光电探测接收器的光谱特性，提出了采用波长为680nm的红外发光二极管设计的大靶面线光源；分析了探测幕厚与弹丸弹长、探测器输出信号的关系；根据发光管的辐射光能、输出亮度及参数设计了线光源，并分析了光源设计原理。通过实验证明，所设计的线光源满足要求，提高了光电探测靶探测灵敏度，探测距离高迭2000倍弹径，作用视场约800，且光源功耗小，工作稳定。

针对红外图像的特点，提出了一种基于直方图变换及图像融合的红外图像增强的新方法。该方法利用平稳小波分解进行噪声抑制，通过自适应直方图均衡提高图像对比度，并利用非线性滤波算法增加新的高频分量，最后进行图像融合以实现图像的增强。该算法克服了传统直方图均衡增强背景而削弱目标以及平台直方图均衡中难以选择平台值的缺点，并大幅度提高了图像的细节。实验结果表明，该算法对红外图像具有很好的增强效果，可以很好地抑制背景，提高目标的对比度，同时使目标的细节更加明显。

针对红外焦平面阵列非均匀性多点校正过程中涉及的数据量大，难于实现实时校正的特点，提出了利用TMS320DM642DSP硬件对红外焦平面阵列进行多点实时校正。利用DSP的硬件乘法器和加法器能够高速有效地实现红外焦平面阵列的非均匀性校正。实验结果表明利用DSP实现红外焦平面阵列实时非均匀性校正方法简单灵活，图像效果理想，能够很好地满足红外焦平面阵列成像系统实时性能的要求。

针对入射光能量为高斯分布时，位敏探测器（PSD）安装倾斜影响光斑定位的问题，建立了光斑定位畸变误差数学模型，并进行了仿真。仿真结果表明，光斑定位畸变误差随着PSD倾斜角度、高斯光束的束腰半径和与光束束腰之间的距离的增加而增加，其中前两项的变化对PSD光斑定位精度的影响在小范围内可以忽略，最后一项影响较大。所建立的光斑定位畸变误差模型及仿真结果为PSD的实际工程应用提供了有效的理论依据。

卫星探测器与地面距离较远，很难用激光对其直接损伤。但卫星探测器的光学接收系统对激光照射而言具有巨大的光学天线增益，实现激光对卫星探测器的干扰是有可能的。分析了利用激光干扰卫星探测器的可行性及影响因素，并对CCD探测器进行了激光干扰实验，得出其干扰阈值为3．55×10^-5mW／cm^2。通过实验及理论计算相结合的方法，证明了激光干扰卫星探测器的可行性。