提出了一种可在铌酸锂上利用光刻及钛扩散方法实现高阶可调谐的布拉格波导光栅结构，并对其相关特性进行了分析。分析了占空比、光栅阶数、波导宽度差及外加电压对高阶布拉格波导光栅反射谱特性的影响。结果表明,折射率调制度、最大反射率与零值带宽均随占空比呈周期性变化，中心波长随占空比的增加向长波方向漂移。在各阶光栅均取最佳占空比时，折射率调制度最大;随着光栅长度的增大，最大反射率增大而零值带宽减小。随着波导宽度差的增大，最大反射率及零值带宽均增大，中心波长向长波方向漂移。当外加电压增加时，反射谱谱线形状几乎不变化，中心波长会向长波方向漂移，且呈线性增长趋势。

设计了一种基于LiNbO3的长周期波导光栅可调谐耦合器.该耦合器利用长周期光栅的独有特性将输入波导的导模经包层模耦合至输出波导导模.由于LiNbO3的电光效应, 波导光栅芯层与包层的有效折射率随外加电压变化, 从而耦合器的谐振波长及耦合效率可由外加电压调谐.分析了光栅周期与耦合器的长度对耦合器带宽和耦合效率调谐范围的影响, 以及波导尺寸对谐振波长调谐灵敏度的影响.结果表明光栅周期越短, 耦合器长度越长, 则耦合器的带宽越窄, 耦合效率调谐范围也越大.此外, 谐振波长调谐灵敏度随波导宽度的增加而减小, 而波导厚度对谐振波长调谐灵敏度的影响可以忽略.对光栅周期为94 μm、长度为3.52 cm的耦合器进行仿真, 结果表明, 谐振波长灵敏度为26.2 pm/V, 3 dB带宽可达4.5 nm, 当外加电压从0变化到200 V时, 谐振波长变化5.24 nm, 耦合效率可在1到0.15之间进行调谐.

对基于相位掩模法的高阶布拉格(Bragg)波导光栅的特性进行了研究, 不同阶数Bragg波导光栅的谐振波长均随饱和系数的增大而增大。综合考虑光栅阶数、相位掩模板衍射效率及饱和系数对Bragg波导光栅折射率调制幅度的影响, 当Bragg波导光栅阶数为2, 且饱和系数为0.67时折射率调制幅度达到最大, 此时Bragg波导光栅的最大反射率最大, 零值带宽最大。随着光栅长度的增大, 最大反射率增大, 零值带宽减小。波导光栅的饱和系数随写入光强与刻写时间乘积的增大而增大, 当此乘积为160 s·W/cm2时饱和系数为0.67, 因此可以通过控制写入光强与刻写时间使饱和系数达到最优。

设计了一种一次性制备双边调制布拉格波导光栅的新方法。通过周期性改变波导的宽度实现波导光栅的空间调制，其优势是利用波导的制备工艺将波导及光栅一次性制备，工艺简单。基于转移矩阵理论，研究了该结构的波导光栅反射谱特性与波导宽度、波导宽度差、光栅占空比及波导宽度变化的形状的关系。结果表明，双边调制比皱阶调制3 dB带宽明显变大，最大反射率稍有增大。当波导宽度差不变时，随波导宽度增大，最大反射率和零值带宽都随之减小。当波导宽度不变时，随波导宽度差增大，最大反射率和零值带宽都随之增大。当波导宽度与波导宽度差均不变时，光栅占空比为1/2时最大反射率最高，零值带宽最大。且波导宽度差足够大时，可通过改变占空比来改变零值带宽。波导变化的形状对波导光栅的反射谱性能影响较小。

为了得到脉宽可调谐的双脉冲激光器，提出了基于半导体光放大器的8字腔激光器结构。该方案中，将半导体光放大器置于非线性光纤环镜的非对称位置，应用半导体光放大器的非线性偏振旋转产生激光脉冲，当半导体光放大器的驱动电流为200 mA 时，通过调整腔内的偏振控制器，得到重复频率为10.05 MHz和12.70 MHz,脉冲宽度分别为33.40 ns和30.08 ns的双脉冲，同时改变激光器腔长以及半导体光放大器在非线性放大镜中的位置，应用非线性光纤环镜的开关特性，双脉冲的脉宽也做相应的改变。

提出了一种基于单阵列FBG（光纤布拉格光栅）的任意波形产生装置。该装置包括光学频率梳产生部分和脉冲整形部分。在光学频率梳产生部分，利用自相位调制效应压缩拍频光得到光学频率梳；脉冲整形部分包括FBG阵列、偏振控制器、光纤拉伸器和偏振片。不同波长的谱线经过不同数量的偏振控制器后其偏振态各不相同，经过偏振片后各条谱线的幅度会发生不同程度的衰减。相位控制器通过改变光纤的长度改变谱线的相位。通过该结构进行实验并仿真，得到了频率为125 GHz的类似三角波和高斯波的波形。

提出一种基于Lyot-Sagnac滤波器和级联结构的高品质因数跳频带通微波光子滤波器.在该滤波系统中, 利用宽带光源和Loyt-Sagnac滤波器原理实现波长间隔可变的连续光载波.利用相位调制器与单模光纤形成第一级单通带微波光子滤波器, 光纤环形谐振器作为第二级滤波结构.经两级滤波器级联, 实现高品质因数跳频单通带微波光子滤波器.在使用三段保偏光纤的情况下, 通过调整偏振控制器的偏振状态, 可实现滤波器中心频率在1.012 1 GHz, 1.214 5 GHz, 1.416 9 GHz, 1.619 3 GHz, 1.821 7 GHz之间跳跃.由于采用了级联结构, 所设计的滤波器继承了前后两级滤波器的共同优点, 故滤波器的滤波特性良好, 品质因数最高可达13 155.69; 主旁瓣抑制比均在18 dB以上, 最高达25.51 dB.且该装置结构简单, 调谐便利.

设计了一种基于铌酸锂晶体的电控可调谐波导光栅双波长滤波器。在可同时传输横电波(TE)和横磁波(TM)模式的钛扩散波导上刻写布拉格光栅，能够实现正交偏振的双波长滤波。利用铌酸锂的电光效应改变波导的有效折射率，可以实现两个布拉格波长的快速调谐。对波导光栅滤波性能的分析结果表明，蚀刻光栅在蚀刻坡度小于15°，蚀刻占空比为1/2 时，滤波特性最好，且随着蚀刻深度的增加，光栅的反射率与带宽均增加。通过横向电场对波导光栅进行调谐，双波长滤波器的TE 模式调谐灵敏度达到15.6 pm/V，TM 模式的达到5.5 pm/V。