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本论文对PMD和PDL的相互作用，信号脉冲影响，光纤光器件PMD测量和补偿技术等方面进行了系统深入的研究，提出了一种改进的同时考虑PMD和PDL的正态分布波片模型。并给出了一般情况下PMD矢量和PDL矢量在光纤线路中的递推公式。利用该模型深入研究了线路中PMD和PDL的相互作用及其统计特性。发现了一些新的特点和规律，对于光纤偏振特性的研究具有较大的理论意义，首次给出了在PMD和PDL共同作用下RMS展宽的解析模型，利用该式可分析至任意高阶PMD和PDL，并考虑了啁啾，光纤色散等因素，同时给出了线路PMD矢量和PDL矢量之间的关系表达式。适合于一般的线性光纤通信系统分析。
本文研制了基于输出信号偏振度反馈控制的动态自适应PMD补偿器。利用该PMD补偿器，实现了4×10Gb/sOTDM系统PMD动态补偿实验，提出并研制了两种基于双折射光纤光栅的DGD可调PMD补偿器：基于悬臂梁结构的光纤光栅型可调谐PMD补偿器和基于双折射线性光纤光栅的可调谐PMD补偿器，并分别理论和实验验证了其PMD补偿性能，给出了在旋转和扭曲共同作用下光纤PMD的解析表达式，研究了利用拉丝时旋转技术和光纤固化后扭曲技术减小光纤PMD的物理机理，并给出了最大PMD抑制时的旋转函数和扭曲速率的优化参数。对于生产超低PMD光纤有一定的指导意义。