运用分步傅里叶变换法对适用于超短艾里脉冲的高阶耦合非线性薛定谔方程进行了求解，利用Matlab软件对超短艾里脉冲在单模光纤中传输时相互作用的演化过程进行了数值模拟。结果表明，负三阶色散效应可加快波包的渗透速度，超短脉冲可传输更远距离；正三阶色散效应可减慢超短脉冲的传输，当三阶色散系数足够大时脉冲前沿处的振荡转移到后沿处。自陡峭效应通过孤子分裂的形式使超短脉冲产生时域位移，内拉曼效应导致脉冲在波长较长一侧产生拉曼自频移，且超短脉冲的能量由前沿处转移到后沿处。自陡峭效应和内拉曼效应的共同作用导致超短脉冲产生时域位移且脉冲前沿处的能量会转移到后沿处。三阶色散效应、自陡峭效应、内拉曼效应三者同时存在时会显著影响超短艾里脉冲相互作用的自弯曲特性和自加速特性。

根据考虑拉曼效应的非线性薛定谔方程，在忽略光纤损耗情况下，利用基于Matlab的分步傅里叶数值算法，在考虑拉曼效应与不考虑拉曼效应下，仿真模拟了基态光孤子在光纤中传输时的演变。结果表明拉曼效应可破坏孤子的传输稳定性，导致孤子在光纤中传输时迅速衰减，其影响程度不仅与输入孤子的脉冲峰值功率大小有关，还与二阶色散系数和非线性系数的改变有关。

依据拉曼效应下光子晶体光纤所满足的非线性相干耦合薛定谔方程，在两偏振方向输入不同频率激光脉冲时，导出了增益的表达式。通过数值模拟，其结果表明与不考虑拉曼效应时相比，增益谱的对称性遭到破坏。当两偏振模同处于正常色散区和反常色散区时高阶色散的增加会造成增益谱展宽，峰值降低。而当两偏振模处于不同的色散区时，高阶色散的影响并不明显。同时模拟结果表明两偏振模的色散系数主要对斯托克斯部分和反斯托克斯部分的增益谱产生影响。

利用光脉冲在非线性光纤中传播时所满足的波动方程，导出了在拉曼效应和参量放大共同作用下，激光脉冲在低双折射光纤中传输时所满足的耦合模方程。给出了沿光纤的快轴输入线偏振光抽运时，在拉曼效应和参量放大共同作用下的增益。结果表明，拉曼效应可导致参量放大下的斯托克斯波与反斯托克斯波的增益谱由对称变为不对称。输入不同的功率或传输常数差，增益谱的峰值和位置均会随之发生变化。

根据参量放大和拉曼效应共同作用下的耦合波方程，在考虑高阶色散情况下，当输入泵浦波偏振方向同双折射轴成45°时，通过引入拉曼增益的洛伦兹模型，研究了高双折射光纤中，参量放大和拉曼效应共同作用下的增益谱随相关参量的变化关系。结果表明: 高双折射光纤中,在不同色散区，不同的输入参量(输入功率、群速度失配等)条件下，参量放大和拉曼效应共同作用下的增益谱受到高阶色散的影响，增益谱的结构、强度和谱宽产生了变化, 高阶色散对增益谱的影响不可忽略; 可以利用增益谱在大群速度失配区域远离中心频率偏移的性质，提取T频率脉冲。

根据高双折射色散位移光纤中参量放大和拉曼散射共同作用下的耦合波方程，通过引入拉曼增益的洛伦兹模型，研究了增益谱随相关参量的变化关系。结果表明，增益谱只与三阶色散项的大小及四阶色散项有关；在正常色散区sgn(β4)=1的较大输入功率区域，T频率斯托克斯波增益谱呈现单一峰值。所以，利用色散位移光纤，可提取单一T频率脉冲。

由斯托克斯波和反斯托克斯波所满足的耦合微分方程，考虑泵浦波是线偏振光，其偏振方向沿x轴，推导出了同偏振方向受激拉曼散射和参量放大同时作用下，斯托克斯波和反斯托克斯波的增益谱。引入平行拉曼散射增益系数的洛伦兹模型，研究了色散位移光纤中斯托克斯波和反斯托克斯波的增益谱随相关参数的变化关系。结果表明，斯托克斯波与反斯托克斯波的增益谱呈现出不对称，其增益谱与三色散系数β3无关。同时讨论了反斯托克斯波与斯托克斯波|Eax/Esx|的比值随频移的增加而快速衰减的变化特性。

光子晶体光纤（PFC）有着传统光纤无法比拟的优良特性，特别是具有极好的非线性效应和双折射效应；当输入抽运波偏振方向同双折射轴成45°时，通过引入拉曼增益的洛伦兹模型，研究了光子晶体光纤中在参变放大和拉曼散射共同作用下的增益谱特性。结果表明，由于参变放大和拉曼散射的相互作用，输入功率和群速度失配对光子晶体光纤的增益有重要影响。随着输入功率和群速度失配的增大，增益谱强度增强，宽度加宽。在反常色散区，输入功率较大并达到稳定时，斯托克斯波增益谱呈现多峰结构；在正常色散区，斯托克斯波增益大于反斯托克斯增益。当满足一定关系时，在光子晶体光纤中传播的抽运波可以分解为脉冲序列，由此分离和提取T频脉冲。

当考虑自陡效应时, 从光纤耦合器的耦合模方程出发, 用偶奇超模对其进行了重写。讨论了当输入条件使奇偶超模的其中之一被单独激发时光纤耦合器中的自陡效应对调制不稳定性的影响。结果表明：在光纤耦合器中不论是正常色散区还是反常色散区, 当输入功率一定时, 随着自陡参数的增大, 调制不稳定性增益谱较多地显示出了强度变弱和宽度变窄, 最终导致光纤耦合器的超模发生畸变

根据斯托克斯波和反斯托克斯波所满足的耦合微分方程, 考虑泵浦波是线偏振光, 其偏振方向沿x轴, 推导出了同偏振方向受激拉曼散射和参量放大同时作用下, 斯托克斯波和反斯托克斯波的增益系数。研究了色散缓变光纤中增益随失配系数Δk2以及归一化距离z/L的变化关系。结果表明, 当非线性系数γ=0时, 增益随Δk2的变化情况在正常和反常色散区是完全对称的;而当非线性系数γ≠0时, 在反常色散区增益会出现峰值, 随后增益随Δk2和z/L的增加而逐渐减小。讨论了反斯托克斯波与斯托克斯波Eax/Esx的比值随失配系数Δk2的增加而快速衰减的变化特性。