在使用时间关联单光子计数的量子保密通信、量子密码术等量子光学领域中，雪崩光电二极管(APD)拥有广泛的应用。然而在其工作过程中，吸收层接收到光子形成载流子，载流子个数在倍增层进行指数型增益，每个载流子通过P-N 结结点均有一定概率发出光子，发出的光子在一定条件下会串扰进入另一个雪崩二极管。在盖革模式下进行单光子探测时，这种串扰光子会严重影响时间关联单光子计数的实验结果。研究了APD 雪崩原理，实验中做出了串扰峰对比度比较高的现象，分析了影响串扰峰间距和形状的因素，提出通过光隔离规避串扰现象，并通过实验验证了这种避免串扰方法的可行性。

利用缓变包络近似，给出了一组傍轴波动方程的解析解,该解可以表示一组新型超短脉冲光束，即超短双曲余弦高斯脉冲光束。对超短双曲余弦高斯脉冲光束在自由空间的传输性质进行了详细的研究，给出了传输时的轴向光强、横向光强分布、极性反转、脉冲时间延迟、功率谱等。结果表明，超短双曲余弦高斯脉冲光束的轴上光强随着传输距离的增加而平滑地减小。双曲余弦函数的参数对脉冲光束的空间强度分布及脉冲宽度都有影响。给出了超短双曲余弦高斯脉冲光束功率谱的解析表达式，研究表明随着双曲余弦函数参数的变大，功率谱会分裂成几个峰，远离光束中心的边缘会出现红移现象。

从描述强非局域介质中光束传输的非线性薛定谔方程出发，研究了(2+1)维双曲余弦高斯光束在强非局域介质中的传输性质及其相互作用，给出了双曲余弦高斯光束在强非局域非线性介质中传输的解析表达式和二阶矩束宽的解析表达式，同时对两束双曲余弦高斯光束之间的相互作用进行了解析和数值分析。结果表明单光束入射强非局域介质时，存在一个临界功率，当入射功率等于临界功率时，光束在传输过程中的二阶矩束宽可以保持不变；当入射功率不等于临界功率时，光束的二阶矩束宽呈周期性变化。两束双曲余弦高斯光束共同传输时会相互吸引，并且横向强度分布变的较为复杂，给出了两束光传输时相互作用后的强度分布和轴上光强演化等结果。

利用激光干涉光刻和金纳米颗粒胶体溶液制备了宽度在100 nm以下且总面积达到平方厘米量级的金纳米线光栅结构.制备过程中，首先在表面镀有厚度约为200 nm的铟锡氧化物薄膜的面积为1 cm×1 cm的玻璃基片表面旋涂光刻胶，然后利用紫外激光干涉光刻制备光刻胶纳米光栅结构.有效控制干涉光刻过程中的曝光量、显影时间，获得小占空比的光刻胶光栅.再以光刻胶纳米光栅作为模板，旋涂金纳米颗粒胶体溶液.充分利用金纳米颗粒胶体溶液在光刻胶表面浸润性差的特点，限制旋涂后留存在光刻胶光栅槽中金纳米颗粒的数量，从而达到限制金纳米线宽度的目的.最后在250℃将样品进行退火处理5 min.获得了周期为400 nm且占空比小于1: 4的金纳米线光栅结构，其有效面积为1 cm2.以波导共振模式与粒子等离子共振模式间耦合作用为特征的光谱学响应特性验证了波导耦合金属光子晶体的成功制备,为小传感体积新型生物传感器的开发提供了性能良好的金属光子晶体芯片.

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。