通过在高双折射微结构光纤包层构建缺陷并在其外侧空气孔镀金的方法，实现一种基于“耦合-耦合-吸收”滤波机理的新型单模单偏振微结构光纤（SMSP-MSF）。纤芯中需要滤除的偏振态模式能量通过“纤芯与缺陷芯耦合”和“缺陷芯与金缺陷耦合”两次耦合作用传递至镀金孔中，再利用金缺陷的等离子体共振效应对能量进行吸收，以实现宽带的单模单偏振传输。基于上述机理，利用全矢量有限元法，得到了两种宽带SMSP-MSF。所设计的正六边形晶格SMSP-MSF的纤芯x偏振模式与缺陷芯模式、金层二阶表面等离子极化激元模式在多个波长分别谐振，实现380 nm的单模单偏振传输带宽。所设计的正方形晶格SMSP-MSF利用纤芯及缺陷芯相互垂直的排布方式，保证了纤芯与缺陷芯x偏振模式耦合，而y偏振模式不耦合，在1.55 μm处实现了偏振消光比高达113 dB的高质量单模单偏振传输。

提出了一种全固态双层芯结构色散补偿微结构光纤。该光纤以纯石英材料为基底,通过引入一种掺锗高折射率石英柱和两种掺氟/硼的低折射率石英柱,对端面折射率分布进行调节,以形成双芯结构。在对此光纤模式演化及耦合特性理论分析的基础上,利用多极法对其模式耦合位置与强度随光纤结构参数变化的关系进行了分析,对色散特性与光纤结构参数之间的变化关系进行了研究。通过优化光纤结构参数,设计出两种光纤:光纤1在1550 nm处色散值达-8465 ps/(nm·km),与SMF-28单模光纤熔接损耗仅为1.89 dB,可对长度为其500倍的SMF-28单模光纤的色散值进行补偿;光纤2与SMF-28单模光纤的熔接损耗仅为1.41 dB,可对长度为其15.5倍的SMF-28单模光纤在C波段的色散值进行补偿,最大残余色散绝对值仅为1.38 ps/nm。与石英-空气孔微结构光纤相比,所提出的全固态色散补偿微结构光纤易制备且易与传统通信光纤熔接。

根据红外辐射通过穴位和经络进行人体保健和医疗的科学本质，以及过去和现在人们对于穴位和经络的认识和理解；据此，本文通过对人体经络的红外光谱测试结果及现代科学理论，首次证明并提出了关于经络本质是生物大分子有序排列和振动进行感传的新机制，提出了人体组织从无序向有序转化的治病机理。

设计了一种三角形微结构光纤，利用全矢量有限元法对其模式特性进行了研究，发现此类光纤具有C3v 对称性，共支持4 类模式，基模为简并模式。对归一化空气孔直径d/Λ=0.986 不变，空气孔直径d 从10 μm 增大至16 μm时和d=14 μm 不变，d/Λ分别为0.946，0.966，0.986 时，光纤基模的色散特性和基模相位失配特性进行了研究。发现抽运光不变时，光纤结构参数的改变对斯托克斯波位置影响较大，但是反斯托克斯波长位置基本保持不变。利用中心波长为850 nm 的飞秒激光抽运自制的双包层微结构光纤的外包层，进行了四波混频的实验研究，分别在1859 nm 和551 nm 处得到了斯托克斯和反斯托克斯信号，其中反斯托克斯波位置与理论计算结果仅相差3 nm，强度与剩余抽运波强度比值达到73。

利用多极法对光子晶体光纤的色散特性进行了模拟,通过结构参数的精确设计,得到了具有三个零色散波长的单模光纤,获得了色散值极低的超平坦色散曲线.对三个零色散波长光子晶体光纤特殊的相位匹配特性进行了研究,在不同光纤结构参数下,得到了相位匹配波长随抽运波长及抽运功率的变化规律,分析了不同色散曲线对应的相位匹配波长特点.三个零色散波长光纤能实现两个反常色散区之间光孤子的高效波长变换,可以获得6个新的四波混频相位匹配波长,产生更多光子对,为高效、多波长四波混频的产生及超连续谱的研究提供了新的物理环境.

设计了一种高双折射低有效模场面积的光子晶体光纤(PCF)。利用有限元法依次研究了三层椭圆孔光子晶体光纤在纤芯中引入矩形排列的四个小椭圆孔，及其基础上再引入一个中心椭圆缺陷孔的五个小椭圆孔情况下的双折射和有效模场面积。研究表明：纤芯区域矩形排列的小椭圆孔主导了光子晶体光纤的双折射，中心椭圆缺陷空气孔中填充高折射率的材料可以获得更高的双折射和更低的有效模场面积，且波长1.55μm处光纤双折射达到了5.49×10-2，x与y偏振有效模场面积分别低至3.05μm2、2.42μm2。

Silica-based Yb3+-doped glass is prepared by non-chemical vapor deposition. The drawn photonic crystal fiber (PCF) has a strong absorption at 976 nm and emission wavelength of approximately 1 037 nm. The intensity and spectral lineshape of the near infrared (NIR) luminescence of the Yb3+-doped PCF are recorded and discussed in terms of excitation power, excitation wavelength, fiber length, and Yb3+ ion concentration. The emission intensifies as the excitation power and Yb3+ ion concentration increase. The intensity of the shorter wavelength side of the luminescence spectrum decreases as the length of the PCF increases.

基于全矢量有限元法，设计了一种新型零色散波长为1550 nm的高非线性双折射光子晶体光纤(PCF)，并分析了PCF的有效折射率、有效模面积、双折射、非线性系数以及色散特性。数值结果表明，当光纤包层孔间距Λ为1.6 μm，大空气孔直径d1为1.4 μm，小空气孔直径d2为0.74 μm和0.76 μm时，光纤的零色散波长都在1550 nm处，该PCF的双折射为4.049×10-3，非线性系数可达28.4 km-1·W-1。这种高非线性高双折射PCF，在1550 nm通信波段具有非常广泛的应用前景。

通过在全固态光子带隙光纤的纤芯中心处掺入高折射率锗，形成具有微结构芯的混合型导光的全固态光子晶体光纤。采用全矢量有限元法，对光纤的导光机制、模场、损耗、色散等特性进行了数值分析。结果表明，中心高折射率棒的半径从0开始增大，小于包层高折射率棒的半径时，基模有效折射率由靠近带隙下边界处开始向上移动，导光机制由带隙效应导光向混合型导光转变，损耗随之降低。在短波处，全内反射效应占主导，带隙边缘对损耗的影响减小，损耗曲线逐渐表现出随波长单调递增的特性。长波处，导光机制以带隙效应为主，损耗曲线整体下移。通过改变中心棒的大小，可以灵活调节光纤的零色散波长。研究结果表明，当中心棒的半径为0.5 μm时，零色散波长向短波方向移动30 nm；半径为1.2 μm时，零色散波长向长波方向移动230 nm，调整带宽达到260 nm。

A new highly birefringent octagonal photonic crystal fiber (Hi-Bi OPCF) with a rectangular array of four elliptical airholes in the fiber core region is proposed and analyzed using the full-vector finite element method with anisotropic perfect match layer absorbing boundaries. Numerical results show that the phase birefringence of the photonic crystal fiber (PCF) reaches 3.43￡10 2 at the wavelength of 1 550 nm. Moreover, two zero-dispersion wavelengths are achieved in the visible and near infrared wavelength regions for one polarization state but not in the other.