有机聚合物脊形光波导的色散特性对聚合物光子学器件性能具有重要影响。本文利用标量变分理论计算脊形光波导的有效折射率, 其用到的近似光场分布运用变分有效折射率法获得。考虑折射率分布的横向变化, 基于导模满足的矢量波动方程, 利用微扰法对标量变分理论所得有效折射率进行偏振修正, 求得精度更高的色散特性。对聚合物多模脊形光波导基模和高阶模的色散特性进行分析, 研究了波导结构参数对色散特性的影响, 分析了单模波导TM、TE基模的偏振色散特性。研究结果表明, 运用本征方程分析TM模的色散特性误差大, 必须加以修正; 而对于TE模, 其误差相对较小。

变焦微透镜是一种新型的微光学元件，在诸多领域有着广阔的应用前景。基于折射率调控原理，提出了一种新型的可变双焦微透镜的实现方法。利用有限元方法，对可变双焦微透镜的调控全过程进行了数值模拟，具体包括电场空间分布、折射率空间分布以及光场空间分布。数值模拟表明，在不同调控电压下，可变双焦微透镜的焦点位置能够实现有效调控。这种微透镜具有结构简单、工艺制作简便、易于实现阵列型结构和易于与其它光子器件进行集成等特点，能够实现快速变焦调控，且不存在偏振依赖性。

可调液晶微透镜是一种基于电光效应来改变其折射率空间分布的新型变焦微透镜，在微光学系统和微光机电系统中具有广阔的应用前景。简要介绍了可调液晶微透镜的基本结构，分析了其焦距调控的工作原理。阐述了可调液晶微透镜的研究现状，并指出了可调液晶微透镜研究的发展趋势。

在椭圆偏振仪测量原理的基础上，采用Forouhi-Bloomer模型的参数匹配模型，分析非晶硅的物理性质，利用温度与禁带宽度间的关系，得到利用椭圆偏振仪测试非晶硅薄膜热光系数的方法与非晶硅热光系数的表达式，利用相关文献对其进行验证，验证结果表明，该方法是可行的。

中红外光纤激光器因其特殊的输出波长和良好的光束质量，在**、大气通信、生物医疗等领域有着广泛的应用前景。从不同掺杂稀土离子的角度介绍了氟化物玻璃和硫化物玻璃中红外光纤激光器的工作原理和结构，并阐述了国内外最新的研究进展。同时，介绍了本研究小组在中红外光纤激光器方面的研究工作及取得的最新成果。最后，对中红外光纤激光器的发展前景进行了展望。

利用变分有效折射率法计算了TE基模和高阶模的光场分布，计算结果表明，该方法计算量小，精度高，为聚合物集成光电子器件中脊形光波导的理论分析与优化设计提供了简单高效的途径。利用有限差分束传播法对Mach-Zehnder波导的传播及损耗特性进行了理论分析，得到了不同Y分支角、波导宽度、波导间距时波导传输功率与距离的关系，优化得到的结构参数为：Y分支角1.1°，脊宽5 μｍ，波导间距20 μｍ。

设计并制造了一种基于二波混频的高功率单频窄线宽光纤激光器。激光器采用长线形腔结构，以Er3+/Yb3+双包层光纤作为增益介质，利用输出信号光分束反馈注入，与腔内振荡激光混频干涉，形成分布的增益光栅与折射率光栅共同作用选模，获得稳定的1 550.63 nm单频高功率激光输出。在975 nm多模激光二极管(LD)抽运下，激光器抽运阈值光功率为356 mW。当抽运光功率为3.1 W时，激光器输出信号光功率为653.7 mW，对应的光-光转换效率为 21.1%，斜率效率为24.6%，信噪比大于50 dB。用延时自外差方法测量激光器输出的3 dB光谱线宽为5.0 kHz。

A novel tunable optical power splitter, with a Y-branch waveguide based on the total internal reflection and a microprism with tunable index refraction, is presented. Numerical simulation of its optical performance shows that a high dynamic range, low optical loss, and relatively low wavelength-dependence can be achieved. This component offers numerous advantages such as ease for fabrication, low cost, and compact size, which are very useful for potential application in integrated optical devices.

根据2 μm掺铥光纤激光泵浦中红外硫化玻璃光纤拉曼激光器的模型, 采用非线性耦合方程组对激光器的性能进行了研究与分析。同时, 对激光器各参数包括光纤长度、输出耦合器反射率、光纤散射损耗对激光器性能的影响进行了分析并给出了优化结果。数值仿真结果表明, 在一定条件下, 2 μm泵浦硫化玻璃光纤产生拉曼激光的斜率效率可以超过85%。另外, 光纤长度和输出耦合器反射率不仅对输出激光功率的影响很大, 而且是相互影响的, 必须同时进行优化。结果也表明, 输出激光的功率随光纤散射损耗增加急剧线性下降。以上的结果可以用于硫化玻璃光纤级联拉曼激光器的实验指导和优化设计。

采用矢量耦合非线性薛定谔方程描述了超短光脉冲在双折射光子晶体光纤中的传输过程, 并利用分步傅里叶方法求解该方程。数值模拟了中心波长为1550 nm的超短光脉冲在不同色散参量的双折射光子晶体光纤中超连续谱的产生及其偏振特性。分析了光纤在不同色散区时, 高阶色散和非线性效应对超连续谱及其偏振态的影响。结果表明, 当超短光脉冲波长位于近光纤零色散点的反常色散区时, 比其在光纤正常色散区和远离光纤零色散点的反常色散区更容易产生宽且平坦的超连续谱, 所得到的光谱显示出了复杂的偏振态特性。