研究了一种基于K-means算法和非线性偏振旋转谐振技术的自动锁模传统孤子光纤激光器。实验中通过K-means算法对电动偏振控制器进行调节，利用示波器实时采集数据，并基于脉冲判决算法将脉冲分为基频锁模态和其他状态。当泵浦驱动电流为230 mA时，实现了1 531 nm、脉宽为456 fs的基频传统孤子输出。然后，通过调节电动偏振控制器遍历激光器输出状态，并进行脉冲判决分类。最后，通过K-means算法将处于基频锁模态时电动偏振控制器旋转桨的角度按空间坐标系聚类分析。当光纤激光器处于非基频锁模态时，通过K-means算法调节电动偏振控制器，恢复到基频锁模状态。经过100次测试，从失锁或其他状态调节到基频锁模态点所需平均时间为0.25 s。该工作为实现高效、便捷的光纤激光器自动锁模提供了新的方案。

提出了一种基于模式演变原理的紧凑型偏振分束旋转器（Polarization Splitter Rotator，PSR）。该器件由锥型TM₀-TE₁模式转换器与非对称定向耦合（Asymmetric Directional Coupler，ADC）结构的模式分束器组成，经粒子群算法（Particle Swarm Optimization，PSO）和样条插值原理优化后的器件总长度仅为45 μm。利用时域有限差分法（Finite Difference Time Domain method，FDTD）对器件进行仿真，数值结果表明：输入TE₀模式时，在100 nm（1500~1600 nm）带宽内具有低插入损耗（＜0.007 dB）、低串扰（＜-28.7 dB）、高偏振消光比（＞49.1 dB）；输入TM₀模式时，在整个C波段内具有低插入损耗（＜0.34 dB），低串扰（＜-47.1 dB），高偏振消光比（＞15.5 dB），且在中心波长1550 nm处插入损耗值仅为0.06 dB。此外，对器件的公差进行了分析，结果表明该器件具有良好的鲁棒性。所设计的PSR具备低损耗、小尺寸以及低串扰特性，在未来大规模光子集成领域具有重要应用价值。

本文提出了一种以环烯烃共聚物（Cyclic Olefin Copolymer，COC）为基底的超低损耗高双折射空芯反谐振太赫兹光子晶体光纤，该光纤的包层由两组（共六个）无节点嵌套管组成。采用时域有限差分法（Finite Difference Time Domain method，FDTD）结合完美匹配层（Perfectly Matched Layer，PML）边界条件对其导波特性进行分析。仿真结果表明，在0.8~1.35 THz范围内，总传输损耗小于0.1 dB/m，双折射大于2.12×10^-5，色散为±0.027 ps/THz/cm。在1.12 THz处，最低总传输损耗仅为0.543×10^-2 dB/m，双折射值为2.06×10^-4。同时，分析了该光纤的弯曲性能，表明在y方向，当弯曲半径超过19 cm时，弯曲损耗小于0.1 dB/m，具有良好的弯曲性能。

提出了一种以Topas环烯烃共聚物为基底，采用级联六边形单元多孔纤芯结构的宽频带高双折射太赫兹光子晶体光纤。采用全矢量有限差分法对其导波特性进行分析，结果表明：在工作频率为3.5 THz处，得到0.096 5（接近10^-1）的超高双折射，10^-12 dB/cm的超低限制损耗，以及小于1 cm^-1的有效材料吸收损耗。此外，所提出的结构在2.25~5 THz的频带内表现出±0.2 ps/THz/cm的近零平坦色散。该光纤所实现的双折射值不仅是迄今已知太赫兹聚合物光纤中最高的，而且其新颖的多孔纤芯结构设计有效降低了太赫兹波的传输损耗。同时，光纤结构均采用圆形空气孔，便于工程制备，该工作对今后太赫兹光子晶体光纤的发展具有一定的参考价值。