基于传输矩阵理论和光学谐振原理, 研究了含敏感空气缺陷层的一维光子晶体谐振腔的谐振特性, 建立起敏感气体折射率变与红外波段谐振峰波长之间的线性变化关系。设计了基于红外波段光子晶体谐振腔的线性折射率传感器, 利用MATLAB软件数值模拟, 得到线性传感器的半峰带宽小到3nm左右、Q值可达到1400、敏感度可达1070nm/RIU。在光谱仪的分辨率为0.01nm时, 传感器的分辨率可达9.35×10-6RIU。结果表明, 基于光子晶体结构的折射率传感器, 具有良好的线性特性、高的灵敏度以及高Q 值等特点, 可为气体折射率检测提供一定的理论参考。

利用传输矩阵法,分析了一维结构光子晶体的反射带特点。结果表明：TE波具有狭窄的全角度反射带,TM波无全角度反射带；TE和TM波的部分角度反射带会随晶格常数的增大向长波方向移动,带宽会变宽；不同晶格常数下,TE波和TM波在0～90°内,其部分反射带会出现带的交叠现象。在此基础上并结合角域展宽理论,设计得到了可见光波段的全角度反射器,其全角度反射带范围位于442.3 nm～624.6 nm处，反射带带宽达到182.3 nm,角度不敏感范围为0～90°。这些结论对新型高效率背反射器件等的设计是极其有意义的。

为了对溶液折射率进行精确测量和传感, 采用转移矩阵法对Ce∶YIG/Ag/liquid 3层基于磁光表面等离子共振的结构与棱镜组成耦合系统进行了数值计算, 并用有限元法进行了模拟仿真。由低损耗的Ag和强磁光性的Ce∶YIG组成的结构在入射光波长为980nm时, 灵敏度达到4.082/RIU(溶液折射率n=1.330~1.340)。结果表明, 与其它传统的表面等离子共振传感结构相比, 本文中提出的折射率传感器的灵敏度大大提高。该结构在实际应用中可以更加简便地探测溶液的折射率。

利用电磁理论和传输矩阵法仿真得到了在0.3~6.935GHz微波波段具有负折射率的左手材料，并分别对右手材料和左手材料构成的光子晶体带隙特点进行了分析.结果表明：右手材料光子晶体结构的带隙对周期数变化不敏感，而对层厚度比、入射角度变化敏感；左手材料光子晶体带隙随层厚度比的增大，带隙位置出现蓝移，随着入射角度的增大，TM波主带隙的上带边会出现红移，而TE波带隙特性对入射角度变化不敏感.研究结果对微波技术中全方位反射器等器件的设计有一定的参考意义.

运用传输矩阵法对含富勒烯的光子晶体全方向反射器的全向反射带进行分析, 分析了该全向反射器的带边位置, 带宽的变化规律。结果表明, TE模和TM模的全向反射带位置和宽度基本不受周期N的影响。随中心波长的增加, TE模和TM模的全向带带边向长波方向移动, 带宽也会加大。折射率比变大, 左带边左移, 右带边右移, 带宽也会变宽。研究结果将对新型光子晶体器件, 如高质量窄带全方向反射器的设计起到积极指导作用。

基于介质薄膜理论, 设计了含对称缺陷的一维光子晶体结构, 用传输矩阵法研究了该对称缺陷晶体的带结构及缺陷模的变化特点。结果显示, 随缺陷层个数增大, 缺陷模的峰值会增大, 宽度会变窄; 随缺陷层厚度增大, 缺陷模会向长波方向移动, 在一定厚度下会出现多缺陷模特点。随周期单元个数变大, 缺陷模个数会减少, 最终获得一窄带缺陷模。随周期单元厚度增大, 禁带宽度明显变宽, 缺陷模会变宽并出现右移特性。这些结果对设计新型光子晶体器件有着重要意义, 如实现光波滤波器的可控选频、频带缩放功能等。

设计并研究了两个有不同各向异性参数的半导体超常媒质矩形谐振腔，其中填充了部分右手半导体超常媒质和部分左手半导体超常媒质。通过作图法研究了充满非色散的右手半导体超常媒质和色散的左手半导体超常媒质的谐振腔中谐振模式的解。结果显示，谐振腔的谐振模式取决于半导体超常媒质的色散关系。讨论了每种谐振腔中包含的六种情况，分别表示两个区域的传播常数为实数和虚数的不同的组合，并且揭示了构建具有无相差特性的谐振腔的几何参数要求。

We demonstrate a photonic band gap (PBG) from one-dimensional (1D) periodic structures created by a double-layer unit cell with an air layer and an anisotropic nonmagnetic left-handed metamaterial (LHM) layer whose permittivity elements are partially negative. The requirements imposed on the materials and structures to realize a PBG are derived when the frequency is above or below the cutoff frequency, and the transmission properties of the PBG are discussed by utilizing 4×4 transfer-matrix method with dispersive semiconductor metamaterial.

采用微扰法研究了左手介质矩形波导的吸收特性。由于色散方程的限制，左手介质波导不能传输基模，它的吸收特性也与右手介质矩形波导明显不同。结果发现， 模式的衰减系数随长宽比(a/b)的增加而减小，而在右手介质波导中结果恰恰相反。除此之外，当不同模式的光波在同一左手介质矩形波导中传输时，每一模式都对应着相邻很近的吸收峰和吸收谷。同时高阶模的衰减系数较低阶模的大。但是，当不同模式的光波在同一右手介质矩形波导中传输时，它们的衰减曲线随着波导宽度的增加而振荡的变化，并且趋近于芯层衰减系数。另外一方面，在右手波导中，高阶模式的衰减系数较低阶模式小。

介绍了808nm准连续半导体激光器及其阵列的腔面镀膜技术,影响激光器波长的因素,封装技术以及输出光的光纤耦合方式。给出了808nm准连续半导体激光器及其阵列现状和发展趋势。