提出并制作出一种基于锥体光纤-长周期光纤光栅-锥体光纤结构的全光纤Mach-Zehnder(M-Z)干涉仪传感器, 并对其温度传感特性进行了研究.实验结果表明, 固定光纤锥体和长周期光纤光栅的结构, 仅改变两个光纤锥体之间的距离, 对应不同的M-Z干涉谐振峰呈现出不同的温度传感特性: 随着两个光纤锥体之间的距离增加, 位于短波长处的谐振峰, 传感器的温度灵敏度减小, 而位于长波长处的谐振峰, 传感器的温度灵敏度增加.当传感器长度为16.5 cm时, 在1 680 nm附近的温度灵敏度达到0.102 06 nm/℃.实验结果对于锥体光纤-长周期光纤光栅组合型温度传感器的优化设计具有重要参考价值.

通过改变种子光栅中相邻子光栅的折射率调制量, 提出一种新型交错型采样光纤 Bragg 光栅(ISFBG)设计, 并利用传输矩阵法分析 ISFBG 的反射谱特性。结果表明：对种子光栅中相邻子光栅的折射率设计不同的调制量, ISFBG 的反射谱信道数增加, 主反射峰的反射率主要由折射率调制量大的子光栅决定, 并且其反射率的大小随着折射率调制量差值的增大下降, 次反射峰均匀地分布于每两个主反射峰之间, 其反射率的大小随着折射率调制量差值的增大而增大。同时, 在设计中采用多相移技术可以进一步压缩 ISFG 信道间隔, 增加信道数量。

应用全矢量有限元方法，研究大间距Kagome结构空芯光子晶体光纤中纤芯的大小、形状与壁厚对光纤传输损耗谱的影响。结果表明，某些纤芯尺寸会造成包层中的结构缺陷，易使纤芯基模、表面模及包层模之间发生能量耦合，产生较大损耗。而纤芯形状与壁厚的改变会引起表面模式的变化，从而影响发生在基模与表面模之间反向耦合的位置和强度，使光纤传输频带变窄和损耗变大。据此，提出Kagome结构光纤的纤芯设计思路，即纤芯的大小应使包层保持完整的微结构，纤芯形状应与包层中的单元微结构相楔合，纤芯壁厚应与包层中玻璃支柱的宽度相同。

提出了含有电光材料LiNbO3 的一维三元光子晶体结构，利用传输矩阵法，研究了在外电场作用下缺陷共振峰的波长可调谐滤波特性。在不改变光子晶体几何外形尺寸的情况下，通过改变施加于电光材料LiNbO3 上的外电场调节其折射率，使得带隙内产生的强局域、高透射、窄宽度的缺陷共振峰发生偏移，从而实现滤波器的可调谐特性。数值模拟结果表明，在近红外波段，缺陷共振峰随外电场的增加向短波长方向线性移动；同时，在固定外电场作用下，随着入射角度的增大，光子带隙将整体向着短波长方向平移，且带隙内的缺陷共振峰随之发生同步移动。以上这些特性，可应用于近红外波段的波长可调谐滤波器件中。

文章基于带有各向异性完全匹配层(PML)吸收边界条件的紧凑二维频域有限差分法对八角格子光子晶体光纤(O-PCF)的模式和色散特性进行了研究。利用有效面积法分析了八角格子和六角格子光子晶体光纤(H-PCF)的基模和多模截止特性, 得到非限制模、基模及多模的相图。比较发现, 填充率和空气孔间距相同时, O-PCF的单模运转区域宽于H-PCF, 更易用于色散补偿。

为了实现大模场单模光纤,采用增益导引和折射率反导引相结合的新方法,进行了腔镜反射率对增益导引折射率反导引光纤激光器影响的理论研究,数值模拟了不同增益系数和负折射率差值情况下的模场分布及对模场的影响,得出了单模运转条件。结果表明,增益导引和折射率反导引光纤可以实现大模场面积,这为设计大模场光纤提供了理论依据,具有重要的指导意义。

Continuous-wave green laser with a maximum power of 34 W has been obtained by intracavity frequency doubling with KTP in diode-side-pumped Nd:YAG. The Nd:YAG/KTP green laser has a simple three-mirror V-fold cavity structure. The optical-to-optical conversion efficiency is 9.5%. The instability of the laser is measured when the output powers are near 16, 21, 30, and 34 W after the beam is filtered. At the maximum output power, the M<sup>2</sup> factor is measured to be 8.

基于带有各向异性完全匹配层吸收边界条件的紧凑二维频域有限差分法(2D-FDFD)对八角格子光子晶体光纤(O-PCF)的模式分布、模式截止特性以及色散特性进行了数值模拟。通过计算八角格子光子晶体光纤前20个模式分布发现,其模场形状比六角格子光子晶体光纤(H-PCF)的好,更接近于圆形; 利用有效面积方法分析了八角格子和六角格子光子晶体光纤基模和二阶模的截止特性,得到了非限制模、基模和多模的相图。比较发现相同填充率和空气孔间距时,八角格子光子晶体光纤的单模运转区域要比六角格子光子晶体光纤的宽,且更易用于色散补偿。

传统的大模场光纤是通过设计光纤结构来获得大模场面积的,可以实现的模场面积只能达到几百平方微米。增益导引和折射率导引相结合是实现大模场单模光纤的一种新方法。通过分析增益因子对折射率以及归一化频率的影响,得到了光纤中各阶模式截止条件与纤芯包层折射率差和增益因子的关系。最后以包层折射率为1.5734,纤芯折射率为1.5689,纤芯半径为50 μm,10%(原子数分数)重掺杂钕离子的磷酸盐光纤作为模拟计算对象,当波长为1.064 μm时,得到其模场直径大于90 μm。对于普通光纤,增益导引和负折射率导引相结合的方法对实现大模场单模传输很有前景。

利用有效折射率方法的标量近似理论对三角排列的光子晶体光纤超平坦色散特性进行了理论分析和数值模拟，研究发现改变光子晶体光纤包层空气孔半径或空气孔间距可以改变波导色散的特性，从而可以设计在不同波段，不同大小值的超平坦色散。本文的计算和分析可以为设计不同色散特性的光子晶体光纤提供理论依据。