从非线性薛定谔方程出发,用变分法得出了描述锐度因子为不同自然数的超高斯脉冲在光 纤色散(二阶和高阶)和非线性(三阶和五阶)作用下传输的微分方程组,用龙格-库塔算法对微分 方程组进行数值求解。结果表明对于给定的较小的光纤色散和非线性系数,都存在特定的三阶和 五阶非线性系数使非线性有效地对高阶和二阶色散给脉冲传输造成的展宽影响加以补偿,此时 超高斯脉冲在光纤以近似保形的状态稳定传输。当色散系数与非线性系数之比太大时脉冲将被无限展宽。

设计了一种聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)基的单偏振单模(SPSM)微结构聚合物光纤(MPOF)。利用全矢量有限元法和光束传播法相结合分析了这种光纤的偏振特性和约束损耗。通过优化光纤结构参数，发现在0.51 μm～0.62 μm的可见光波长范围，由于基模两个正交偏振模的截止波长不同，这种微结构聚合物光纤只能传输基模中的一个偏振模，从而实现单偏振单模运转。该11圈圆空气孔六角排列光纤结构的传导偏振模在0.57 μm波长处约束损耗仅为1.13 dB/m，这种低损耗的单偏振单模微结构聚合物光纤可有效消除传统保偏光纤固有的偏振串扰和偏振模色散。

报道了一种在光纤内部通过采用157 nm激光微加工一个自封闭法布里珀罗(F-P)腔而形成的在线式全光纤标准具。实验研究了这种标准具的应变和温度特性,结果表明,在标准具两固定点相距1 m的情况下,位移相移系数和位移谷值波长漂移系数分别为1 mrad/μm和5.2 pm/μm,曲线的线性度为99.92%;在18 ℃-500 ℃的温度范围内平均温度系数为0.13 mrad/℃和0.64 pm/℃,温度不敏感。实验证明该标准具有很好的传感特性,能满足各种应变测试的需要,如极好的条纹对比度(高达30 dB)、低温度交叉敏感、大规模生产的极大潜能、低成本和耐恶劣环境能力强等。

利用空芯光纤制作的法布里珀罗(Fabry-Pérot,F-P)干涉传感器具有较低的温度敏感性,由于传感器干涉光光程差与空芯光纤制作的F-P干涉腔腔内介质折射率有直接依赖关系,提出在空芯F-P干涉传感器的腔内填充一种具有较强吸水性的新型纳米复合水凝胶从而构成一种温度低敏感的微型湿度计。当水凝胶通过吸收空气中的水蒸汽而使自身的折射率发生变化时,就会导致F-P腔干涉光的光程差发生变化,通过检测这一光程差的变化就可实现对环境相对湿度的测量。实验结果表明,填充自制的水凝胶,在38%-98%的相对湿度变化范围内,传感器的光程差从608.7180 μm变化到了604.0488 μm,在水凝胶折射率变化范围内,其光程差与相对湿度的灵敏度为77.82 nm/(1%)。

镀膜相移长周期光纤光栅(PS-LPFG)由于其结构及设计的灵活性可以改善光纤光栅的滤波特性。运用传输矩阵法,讨论了在镀膜PS-LPFG中不同位置引入单个相移、多个π相移时传输谱的滤波特性。研究发现,引入单个π相移时,会在谐振波长两侧出现两个新的阻带;引入多个π相移时,两个主阻带峰间隔随相移个数的增多而增大。进一步研究表明,薄膜厚度可以更灵活地调节镀膜PS-LPFG传输谱损耗峰的位置及损耗峰大小。随着薄膜厚度的增加,两损耗峰的位置向短波长方向移动,当薄膜厚度增大到一定值后,损耗峰位置向长波方向发生较大突变,同时损耗峰峰值急剧减小,随后损耗峰又将向短波方向移动且峰值逐渐增大。波长较大的损耗峰变化滞后于波长较小的损耗峰。

采用时域有限差分法(FDTD)对介质柱构成的8重准晶光子晶体(PQCs)的带隙特性进行了研究,分别讨论了介质柱形状和对称度变化对带隙宽度、带隙对方向不敏感特性的影响。数值模拟和分析结果表明,当填充因子保持不变时,介质柱形状不会影响带隙对方向不敏感的特性;六边形、正方形和三角形介质柱构成的准晶光子晶体的带隙宽度分别是圆形介质柱带隙宽度的98.9%,97.8%和91.5%,带隙宽度随着介质柱对称程度的降低逐渐变窄,但变化可以忽略;带隙宽度随介质柱的椭圆率,即对称度的降低而变窄,但变化趋势平缓,即使椭圆率小至0.3,相对带隙仍然有5.9%。这些分析结果表明,8重准晶光子晶体的带隙对加工误差所引起的形状变形和轴长偏离都具有较高的稳定性。

文章基于掺铒光纤在1 550 nm波段的增益特性, 利用光纤光栅作为调谐装置, 设计了可调谐光纤光栅激光器的简单结构, 通过改变光纤光栅的温度对光纤激光器的波长进行了调谐。更重要的是实验分析了不同掺铒光纤长度对激光输出功率的影响, 在温度为25 ℃时, 实验中分别取10、20和30 m 3种不同光纤长度进行了测试, 结果表明, 不同长度的掺铒光纤, 其阈值不同。

采用全矢量平面波方法，以聚合物为基材，研究了矩形点阵微结构聚合物光纤的传输模场和偏振性质.结果发现，矩形点阵微结构聚合物光纤基模两个正交偏振态不再简并，模场呈现类矩形且具有较强的线偏振特性；该光纤模式双折射产生于包层孔结构分布的不对称性，减小包层纵向孔间隔和横向孔间隔之比η值，双折射明显增强，适当调节η，可在更宽频带范围内实现高双折射单模运行.

根据光波导理论，采用数值方法分析了单模锥形光纤锥区传输常数和光场分布的变化情况.采用分步傅里叶法数值求解广义的非线性薛定谔方程，对超短脉冲在锥区的传输演化进行了研究.结果表明:传输常数沿拉锥方向缓慢减小，在拉锥末端迅速减小; 在拉锥初始阶段，能量主要集中在纤芯中，“转换点”之后能量在纤芯和包层中重新分布，光强在拉锥末端变强; 脉宽小于80 fs的超短脉冲沿锥区传输时，沿拉锥方向，脉冲不断展宽，而当脉宽大于80 fs时，脉冲展宽不明显.

提出和展示了一个基于对称非线性光纤环镜的多波长光纤激光器。非线性光纤环镜的强度相关传输能有效地抑制均匀加宽增益介质掺铒光纤中的模式竞争, 从而使光纤激光器在室温下产生稳定的多波长输出, 实验实现了8个波长的多波长激光输出。另一方面, 实验中利用了在线型的双折射光纤滤波器, 它是一种新型的周期性梳状滤波器。实验研究了多波长输出光谱随抽运功率的演化, 结果表明, 抽运功率对多波长光谱的均匀性有较大影响。