稀土离子掺杂碲酸盐玻璃及光纤具有荧光特性、良好的抗结晶热稳定性、低转变温度、高非线性、高折射率以及强穿透性等显著优势。随着人们对碲酸盐玻璃研究的不断深入，基于稀土离子掺杂碲酸盐玻璃及光纤制成的荧光传感器因响应速度快、抗电磁干扰能力强、分辨率高和稳定性好等特性在传感领域备受关注。综述了稀土离子掺杂碲酸盐玻璃及光纤的制备方法、特性、工作原理及其在传感领域的应用，从温度传感、压力传感、浓度传感三个方面展开介绍并对其传感应用前景进行了展望。

相比于传统石英光纤，软玻璃光纤具有高折射率、高非线性和宽带传输等优势，被广泛应用于光纤激光器、超连续谱产生和生物传感器等领域。近年来，随着研究的不断深入，软玻璃光纤在生物传感领域的应用越来越丰富，特别是它们在中红外波段呈现出来的高灵敏度和多用途等特性，使其在传感领域的应用被广泛关注。综述了软玻璃光纤的基本特性、制备方法及其在生物传感领域的应用，主要从温度传感、浓度传感、气体传感、疾病监测4个方面展开介绍，并对其应用前景进行了展望。

将传统阶跃型光纤与光子晶体光纤结构相结合,提出并研究了复合型7芯光子晶体光纤。该光纤可在有效降低芯间串扰的同时增大光纤的纤芯密度,为实现大容量、长距离的光纤空分复用技术提供了新思路。通过理论分析了掺锗纤芯以及纤芯周围空气孔的参数,结果表明,在1550 nm波长处中间纤芯与外围6个纤芯间的串扰低于-60 dB/km,有效模场面积大于90 μm 2,芯间距最小为31.7 μm。以31芯光纤为例,其相对纤芯复用因子可达到8.78,可用于低串扰、大容量、长距离传输的网络系统,对用于空分复用的多芯光纤设计具有指导意义。

石墨烯材料因具有非常优异的电光特性而成为新一代光子器件中的重要材料。文章研究了石墨烯对于硅基、聚合物两种材料双矩形波导耦合特性的影响。研究结果表明, 在双波导耦合器件中增加一层石墨烯能够起到改变耦合长度的作用, 不同费米能级的石墨烯可以增大或减小双波导耦合器件的耦合长度。石墨烯对耦合特性的影响对于硅基和聚合物波导均适用。此研究结果对于基于石墨烯的波导器件的设计和应用具有一定的参考意义。

研究了基于硫化物微结构光纤产生的超连续谱。设计了一种正常色散区色散平坦的硫化物芯/碲酸盐包层微结构光纤，该光纤能够获得超平坦的超连续谱。为了实现平坦的正常色散，对硫化物纤芯直径、空气孔大小和位置等光纤结构参数进行了优化，获得了波长范围在1.4~3 μm之间、起伏小于4 dB的超平坦超连续谱；同时还设计了一种硫化物芯/氟化物包层的微结构光纤，通过对光纤参数的优化，获得了波长从1.2~7 μm的超宽超连续谱。

采用低压金属有机物化学气相沉积(LPMOCVD)设备,在(100)面GaSb单晶衬底上生长了高质量的InAsSb材料。分析了InAs/GaSb超晶格红外材料在不同生长条件下的生长质量,对器件材料结构进行了表征,并进行了理论分析和优化生长。采用X射线双晶衍射原子力显微镜对其外延薄膜的单晶质量进行分析,得到外延层与衬底材料的晶格失配仅为-0.43%。通过调节过渡层材料来减小界面处的应变,提高材料的生长质量,利用光致发光谱对材料做了检测分析。给出了InAsSb材料的LPMOCVD生长的参数分析和测量分析,为以后生长和分析InAsSb材料提供了很好的基础。

MSM(金属-半导体-金属)型光电探测器的较低寄生电容和高带宽的特点使得其应用广泛,可用于空间通信、遥感等多方面,但暗电流偏大仍是制约其发展的重要因素.为此,本文研制了100×100 μm2 面积的InGaAs-MSM光电探测器,通过设计InAlGaAs/InGaAs短周期超晶格和InAlAs肖特基势垒增强结构,将器件暗电流密度降至0.6 pA/ μm2 (5 V偏置),改善了目前同类器件的信噪比.对器件光电参数进行了表征:3dB带宽6.8 GHz,上升沿58.8 ps,1550 nm波段响应度0.55 A/W,光吸收区域外量子效率88%.分析了短周期超晶格和肖特基势垒增强层对暗电流的抑制机理.

设计了一种新型改进结构马赫-曾德尔干涉(MZI)电光开关,即在传统结构MZI电光开关中,使用一个相位发生器(PGC)取代一个3 dB耦合器。给出了改进器件的模型和工作原理,导出了振幅传输矩阵,分析了相移补偿原理和开关条件,优化了结构参数,模拟了传输功率、输出功率、输出频谱、插入损耗、串扰等特性。仿真结果表明,所设计器件的开关电压为2.445 V,开关时间为18.1 ps,拓展后的输出频谱为110 nm,工作波长在1492≤λ≤1602 nm范围内,器件的插入损耗小于2.24 dB,串扰小于-30 dB。设计结果与基于光束传播法(BPM)的Optiwave软件模拟结果吻合较好。