提出周期极化铌酸锂晶体电控宽带光栅，并利用耦合波理论，推导出电控光栅的衍射光光强分布解析表达式。数值结果表明，该电控光栅的衍射光谱可被外加电场调控。在310 V 的外加电压下，1.21~1.83 mm 波段的1 级光衍射效率达到60%以上，在1.5 mm 的1 级衍射光衍射效率为70%；而在165 V 的外加电压下，0.68~0.92 mm 波段的1 级光衍射效率达到60%以上，在0.8 mm 的1 级衍射效率为81%。该电控光栅响应时间短，故有望在高速光开关、波分复用器或调制器方面有重要应用。

数值研究了掺氧化镁铌酸锂晶体中高强度近红外飞秒激光脉冲的线性电光效应。研究结果发现，当在垂直于晶体光轴的方向上施加一定外电场使光脉冲实现最强的电光耦合时，输出脉宽在正常色散区随着输入光强的增大而增大；而在较强反常色散区，输出脉宽随着输入光强增大而减小。对中心波长λ0=1.6335 μm的光脉冲，线性电光效应可使输出脉宽产生压缩。当输入脉宽T0=5 fs和光强I0=20 GW/cm2时，最小输出脉宽为输入脉宽T0的0.76倍。而当T0>5 fs时，最小输出脉宽小于0.76 T0。若在晶体光轴方向上施加另一个电场对光脉冲进行相位调制，则最小输出脉宽的光脉冲中心波长发生蓝移或红移；随着外电场的增大，蓝移或红移量相应增大。

为获得尽可能大的差频转换效率，基于准周期极化铌酸锂(QPPLN)光学超晶格，提出了级联电光和差频理论，用于高效的差频转换。其方法是沿QPPLN光学超晶格的y方向施加一个外加电场，用来控制能量在抽运光、信号光、o偏振的差频光和e偏振的差频光四个光波之间的转移。计算结果表明，在一个100 ℃，40 mm长的QPPLN光学超晶格中，当1550 nm信号光与1064 nm抽运光光强比值r<0.324时，对光强超过特定值的任意抽运光都可以通过施加一个适当的外加电场将抽运光完全转化为1550 nm信号光和3393.4 nm 差频光；当r≥0.324，只当抽运光光强落在一定范围内时，才可以通过施加外加电场使抽运光完全转化为信号光和差频光；超过该范围，外加电场不能增加差频光转换效率。计算结果还表明，电光调制差频转换效率对温度和畴构造误差都不敏感。

本文展示一种由两根微米光纤构成的耦合型环境折射率传感器.微米光纤表面存在倏逝波,芯外介质折射率微小的改变将引起倏逝场分布变化,从而导致能量在耦合器两臂中的重新分配.本文通过测量耦合器两端出射光功率的比值来对葡萄糖溶液的浓度进行传感,实验结果表明该微米光纤耦合型传感器的浓度传感灵敏度可达1.58 mol·L－1.本文用耦合模理论详细分析了两根相邻微米光纤的耦合效率与芯外介质折射率之间的关系,发现减小耦合区的光纤的直径,增大入射光波长或增大耦合长度,都可以进一步提高这种传感器的灵敏度.

提出一种全新的偏振无关强度调制器设计原理．这种调制器只需要一个电光晶体，不需要辅助偏振片，电极设计和制作相当简单．采用线性电光效应耦合波理论对光在调制器中的传播行为进行详细的研究，经过理论计算，发现光通过调制器后，出射的调制光强不依赖于入射光的偏振状态．最后，以4mm晶系中的SBN和KNSBN为例，给出调制器在横向应用时电光晶体优化切割方案．

利用线性电光效应发展出一种新的、高准确度的微小转角测量法．根据W．L．She等人提出的线性电光效应耦合波理论，求得出射光强与入射光强比值(即出射率)对入射光方向的依赖曲线，利用该曲线，通过测量出射率可以确定入射光的方向．并根据此原理，设计了一套简单的装置，该装置可以测量出物体微小转角的变化量，同时测量范围及准确度都可通过外加电场和入射光波长加以调节．对此微小转角测量法作了理论分析，在LiNbO₃器件上，得到测量范围大于3′，准确度为3．5″的设计结果．

利用线性电光效应的耦合波理论,对单轴晶体铌酸锂电光调制器的温度特性进行了研究。通过计算机进行数值计算,详细分析出射光光强随入射光方向、温度的变化关系。发现在某些入射光方向上,出射光光强不随温度的变化而变化,并且在该方向附近,角度在一定范围内是可调的,温度的稳定性可以保持。进一步还发现,当极角θ固定在0°,方位角在0～π/2,温度在243～343 K范围内变化时,调制器的温度稳定性相当好；另外,当固定在π/8,θ在0～0.0032π范围内变化时,调制器的温度稳定性也很好,出射光强对入射光强之比几乎不随温度而变化。这一结果表明,可以通过调节入射光的方向来保证调制器的温度稳定性,而这些方向是可利用线性电光效应的耦合波理论计算得出的。

为了有效降低偶氮苯聚合物薄膜全光开关信号的本底，提高全光开关信号的调制深度，利用线偏振光合成圆偏振光的原理，设计了一种新的线-圆双偏振态光束抽运光路。实验用532 nm光作为抽运光，632.8 nm的He-Ne激光作为探测光。532 nm的光先分为功率相等但偏振正交、相位差为π/2奇数倍的两束线偏振光，然后再合成一束抽运光。通过调制其中的一束来实现线偏振与圆偏振抽运光之间的转换，从而实现样品光致双折射的产生与擦除。以掺杂分散红1(DR1)的聚甲基丙烯酸甲酯薄膜(PMMA)为样品进行实验。结果表明，用此光路，样品全光开关信号的调制深度达到92%，远远高于传统的单一线偏振光束抽运光路的实验结果。

提出一种新颖的温度不敏感电光振幅调制器和保偏可变光衰减器的设计方案。整个装置由一对电光晶体、一个起偏器和一对准直系统组成。采用线性电光效应的耦合波理论对调制器进行详细研究,发现一束线偏振光经过调制器后,其光场振幅直接受到调制,而相位变化如同经历一个各向同性介质,相位和偏振态都没有改变。这种调制器的优点是不存在自然双折射引起的相位延迟,没有“零场泄漏”,温度稳定性好,插入损耗小等。同时可以用作保偏可调光衰减器和电光探测器。