为解决荧光谱微检测系统中光学微透镜制作的困难,提出一种原位成形微透镜的制作方法,研究该微透镜的聚光性能,利用传统几何光学原理,分别推导出激发微透镜与检测微透镜的光线追迹方程,用该方程计算了2种微透镜的照射点分布几率,画出相应的分布曲线图,讨论了不同形状参数的微透镜对聚光性能的影响。研究结果表明,通过在光学胶中适当掺杂及打磨基底玻璃,可减小接触角,加大微透镜的形状参数,既能坚固透镜与基底间的粘接强度,又能提高微透镜的聚光本领。制作了使用原位成形光学微透镜的荧光谱微检测器,对生物荧光试剂进行了测试。实验结果表明,使用原位成形光学微透镜进行聚光,可使生物荧光谱强度提高4倍以上,通过在光学胶中掺杂以及打磨玻璃的办法,可以提高透镜的聚光本领约1.2倍。

研究了高双折射光纤环镜的应变传感原理，推导了谐振波长与轴向应变的关系式，并进行了实验研究.该传感器具有很高的灵敏度：谐振波长漂移为0.031 8 nm/με，约是裸光纤光栅的32倍.谐振波长和轴向应变之间的线性拟合度为0.999 4.该传感器具有灵敏度高、结构紧凑、使用方便等优点.

定义了压电晶体的增劲声光系数，它反映压电晶体中声光、电光和压电效应共同作用的结果。从参量互作用基本理论出发，同时考虑声光效应、电光效应和压电效应三个因素，用一个压电增劲声光系数来表示三种因素的共同作用，导出表面波声光布拉格互作用的耦合波方程。并求解得出相应衍射效率的计算公式。该式说明在弱声光互作用条件下，衍射导光波强度与超声功率成正比。表面波声光器件具有体积小、工作稳定、能耗小、易于集成等优点。可以用作光偏转器、光调制器、滤光器。在光通信以及各类实时信号处理，如相关、卷积、频谱分析、矩阵光计算等领域具有广泛的应用前景。

为进一步提高铌酸锂声电光调制器的性能，在确定器件的电光工作模式后，利用相切条件办法对相应的声光工作模式进行了系统的研究。通过以离轴角为自变量分别对x－O－z平面和y－O－z平面内不同超声波情况下的声光优值进行定量计算，确定了铌酸锂声电光器件的最佳工作模式，并给出了该工作模式下中心频率在50MHz～300MHz之间铌酸锂声电光器件的设计参数。计算结果表明，利用最优化工作模式可以获得较大的声光优值，从而有效提高器件的衍射效率。

掺铒光纤激光器(EDFL)是光通信与光传感领域中最有发展前途的光源之一,目前已有多种方法实现了掺铒光纤激光器多个波长的稳定输出。本文分析了各种在EDFL中产生多波长振荡的机理,并讨论了未来的发展趋势。

通过对四方、立方晶系的纵向电光效应和多维正常声光效应的研究,选定了四方晶系的KDP晶体和立方晶系的GaP晶体作为多维正常声电光器件的最佳晶体,并通过计算两种晶体的声光互作用性能参量,确定了它们的二维、三维、四维正常声电光效应的最佳工作模式。研究结果为多维正常声电光器件的设计与制作打下了良好基础。多维声电光器件在多路光通信和多通道光信息处理中有应用前景。

研究二维多通道并行超声波与光波相互作用的机理, 推导并求解了二维多通道声光相互作用的耦合波方程。 分析了二维多通道声光相互作用中各通道的主衍射和二维多通道声光互调制的线性和非线性效应。 研制了二维多通道声光器件, 测试了器件的各种特性, 实验结果与理论分析相符。 并且用二维多通道布拉格声光调制器实现了光学矩阵-矢量运算。

按照参量互作用的观点推出二维声电光效应的耦合波方程, 并给出二维声电光效应的衍射效率计算公式。

将声光效应与电光效应的耦合波方程相结合,统一为声电光效应的耦合波方程,并对之进行求解,给出声电光效应的衍射效率公式。

分析了声电光效应的原理,并制作了铌酸锂反常声电光器件,进行了实验验证。