为解决光子在半导体和空气界面处的全反射导致的GaN基发光二极管外量子效率低下的问题,基于双光栅GaN基发光二极管芯片模型的基本构成,利用蒙特卡罗算法及波动方程理论进行模拟, 分析了光子的主要损耗对出光效率的影响.通过数值计算模拟,计算了不同光栅槽深、周期及吸收系数对发光二极管光提取效率的动态影响,结果表明：光提取效率曲线随反射光栅槽深的增大呈余弦周期性变化,与光栅衍射效率与槽深之间的关系是一致的；光提取效率在光栅间距为介质中光波长附近时达到最大,随着周期的增大或减小而减小；双光栅GaN基发光二极管受GaN吸收系数影响比传统GaN基发光二极管明显,吸收系数越小, 光提取效率越高.透射光栅槽深为350 nm,周期为300 nm,反射光栅槽深为230 nm,周期为250 nm,GaN吸收系数为0时能获得最大光提取效率为67%.而传统平板型GaN基发光二极管,模拟得到的光提取效率只有18.5%,添加双光栅结构后的GaN基发光二极管,可以提高光提取效率3倍以上.结合提高晶体质量,降低GaN吸收系数能更有效提高光提取效率.

设计了一种三芯光子晶体光纤带通滤波器结构。利用纤芯间的谐振耦合，实现了滤波。当3个纤芯基模模式有效折射率在同一频率点实现匹配时，将产生谐振现象。通过合理选取光纤结构参数，可以使3个模式满足谐振条件。由于3个纤芯基模只在工作波长处实现有效折射率的匹配，因而纤芯间发生波长的选择性耦合。应用全矢量光束传播法(BPM)分析了这种光纤带通滤波器的性能。结果表明：在1.55μm工作波长上，光纤耦合长度为22.8mm；在损耗低于-3dB前提下，通带带宽为8.9nm。

亚波长周期性结构具有不同于传统微结构的许多特异性质,利用这些性质可以设计新型纳米光子学器件。应用时域有限差分(FDTD)数值模拟方法,通过在亚波长周期性结构的金属上添加电介质覆层,发现了横电波(TE)偏振光激励下周期性调制金属狭缝的异常透射现象,并对金属薄膜左右表面和狭缝内添加电介质覆层对异常透射的作用和影响进行了分析讨论,得到金属的左右表面能激发一表面波,通过狭缝内的电介质波导的传输,产生异常透射增大的现象。