利用长周期光纤光栅具有较高的温度、折射率灵敏度, 以及光纤布喇格光栅具有较高反射效率的特点, 设计了一种基于光纤布啦格光栅滤波的级联长周期光纤光栅温度和折射率传感装置.利用光纤布喇格光栅的高反射率, 将级联长周期光纤光栅干涉波峰的局部功率反射到功率计中, 实现了温度和折射率的测量.基于信号叠加原理, 对光纤布喇格光栅滤波的级联长周期光纤光栅温度和折射率传感方法的可行性进行了分析.将实际测得的功率计示数与温度以及折射率的变化进行二项式拟合, 其确定系数分别为0.9990和0.9959, 表明该传感方法可用于温度和折射率的精确测量.最后对该装置的稳定性做了一系列的测试, 验证了该传感系统具有较高的稳定性.

通过对RhB/PMMA和Rh6G/PMMA染料薄膜的荧光光谱和放大自发辐射(ASE)光谱的实验测量和理论分析，研究了准波导结构染料薄膜的荧光光谱和ASE光谱特性。实验上采用连续激光和脉冲激光照射，分别测量准波导结构RhB/PMMA和Rh6G/PMMA染料薄膜的荧光光谱和ASE光谱，发现荧光峰和ASE峰随着染料掺杂浓度和薄膜厚度的增加产生红移；理论上考虑准波导结构下薄膜中染料的自吸收效应，类比激光器谐振腔模型，分析低阶导模传输的增益特性，获得了荧光光谱与ASE光谱中荧光峰和ASE峰对应波长与染料掺杂浓度的关系，数值计算与实验测量相吻合。结果表明，准波导结构下薄膜中染料自吸收效应导致荧光峰及ASE峰发生红移，改变染料掺杂浓度，可以在较大调谐范围实现ASE。

根据傅里叶光学原理，研究了二维 Thue-Morse准周期光子晶体结构的格点形状对其远场衍射特性的影响。通过对二维 Thue-Morse准周期光子晶体远场衍射图案的分析表明，格点形状对低阶结构的衍射光场有明显影响，但不改变高阶结构的衍射光场分布，仅衍射精细结构的光强度有细微差别。为了证实数值模拟的结果，采用电子束刻蚀技术在聚甲基丙烯酸甲酯（ PMMA）基底上制作了纳米量级的圆形空气孔和方形空气孔的二维 Thue-Morse型准周期光子晶体，对其远场衍射的光学特性进行了实验观测，实验结果与理论模拟一致。

为了获得反射带宽大、信道间隔均匀的高性能梳状滤波器，提出一种基于级联相移线性啁啾光纤光栅的新型梳状滤波器的结构设计.利用传输矩阵法和法布里-珀罗谐振腔理论，数值分析了该梳状滤波器中啁啾光栅的级联方式、啁啾量、折射率调制量和级联处的相移量对光栅反射谱特性的影响.结果表明：对应不同的级联方式，反射峰存在疏密变化，即两个级联光栅的啁啾量同号时，反射峰分布均匀对称，可设计均匀滤波器；而两个啁啾量异号时，反射峰呈现出疏密渐变的特性，可设计非均匀滤波器.此外，光栅啁啾量增加，反射谱带宽增大，但是反射率降低，而增大折射率调制量，可以提高反射率；级联处的相移量改变时，每个反射峰位置发生移动，从而可以通过改变相移量选择滤波窗口.

提出一种新的多级联线性啁啾光纤光栅密集梳状滤波器,该结构由多个相同的线性啁啾光纤光栅(LCFBG)组成,并对其光谱特性进行了模拟和分析。研究表明,滤波通道间隔由单元光栅构成的法布里-珀罗(F-P)谐振腔的长度确定,通过选择合适的光栅总啁啾量、光栅折射率调制深度和光栅级联数,可以获得反射率高、响应谱宽的多通道滤波效果。采用多级联方式,在较小折射率调制深度的情况下,可以实现高反射率,降低了通常对光栅折射率调制深度的要求。该结构由相同的线性啁啾光纤光栅级联而成,可以采用同一个光栅模板制作,容易实现。

从麦克斯韦方程组出发,结合电磁场的边界条件,推导出介质矩形波导导模的一般色散方程。对普通介质矩形波导和左手介质矩形波导的导模场分布分别进行了数值模拟。通过对比两种介质矩形波导的导模场分布的模拟结果,发现左手介质矩形波导Ex22模的场分布比普通介质波导Ex00模的场更集中在波导中部。同时,根据处理普通介质矩形波导的Marcatili方法,类比得到左手介质矩形波导表面模的色散方程,并数值模拟了低阶模的场分布,结果表明,能量主要集中在波导的四个角区以及波导的边缘。

叙述测量单模光纤偏振特性的基本原理,介绍单模光纤的偏振度P,位相差δ及保偏光纤的拍长Lp的测量方法.

阐述了光纤中影响光的偏振态的几个因素.用椭圆表示法和邦加(Poincare)球图形表示法对光的任意偏振态进行了描述,并用平面的史密斯圆图来等效邦加球.编制了QUICK BASIC计算机程序,绘制了史密斯圆图的等α线、等δ线和等β线,程序能快速显示任意偏振态的椭圆表示和史密斯圆图表示,讨论了史密斯圆图的特性和应用.

本文对D型微孔光纤的偏振响应特性进行了实验测试和理论上的数值计算，表明其出射光的偏振度依赖于入射光的偏振方向，存在着明显的极化效应，这种效应是由于其特有的D型微孔结构破坏了光纤结构的旋转对称性而引起的.数值计算的结果和实验值基本相符合.