提出了基于液晶相位延迟的用于相干反斯托克斯拉曼散射(CARS)激发源的斯托克斯光的快速宽范围波长电调谐方法。数值仿真分析了脉冲的峰值功率和光子晶体光纤(PCF)长度对光孤子自频移(SSFS)频移量的影响, 计算结果表明对2 m长的PCF, 注入光脉冲的峰值功率为2.7 kW时, 可探测波数为3509 cm-1。基于液晶相位延迟器构建了快速波长调谐装置并搭建了实验系统, 实验结果表明波长切换响应时间可达0.165 ms, 对1.98 m长的PCF注入峰值功率范围为0.108~2.517 kW的光脉冲时, 基阶孤子中心波长调谐范围为807~1064 nm, 理论可探测波数范围为432~3422 cm-1。

利用重复频率为1 kHz，中心波长为800 nm，脉冲宽度为120 fs的飞秒激光在掺Yb3+磷酸盐玻璃中刻写光波导，测试了不同参数下刻写的波导的导光模式，研究了写入速度和写入脉冲能量对模场直径、波导折射率的影响，给出了波导形成的写入窗口范围，对比测试了激光作用区域和未作用区域的荧光光谱特性。实验结果表明，在采用20×显微物镜，写入速度为20 μm/s，写入脉冲能量为1.8 μJ时，所得到的光波导在976 nm波段模场直径为20 μm，波导区域折射率改变为2.7×10-4，飞秒激光作用区域的荧光光谱与基质的荧光光谱几乎完全重合，荧光特性在飞秒激光作用后保持良好。利用双色镜和2% 的输出耦合镜构成了法布里珀罗(F-P)腔掺Yb3+波导激光器，获得了波长为1031 nm的连续激光输出，激光功率为2.9 mW。

飞秒激光诱导折射率变化提供了一种灵活的三维光子器件制作方法。具有法拉第效应的磁旋光玻璃在集成光学中有广泛的应用前景。研究了1 kHz重复频率的飞秒激光在磁旋光玻璃中刻写光波导的特征，测试了不同刻写参数下波导的导光模式，研究了写入速度和写入功率对波导折射率、模场直径的影响，给出了波导形成的写入窗口范围。实验结果表明，在采用10×显微物镜，写入速度40 μm /s，写入功率3 mW时，获得了980 nm激光处模场直径为10 μm，损耗为1.53 dB/cm的波导，有利于实现波导和单模光纤之间的模式耦合，且波导区域费尔德系数只有轻微减小（约2.8％）。

飞秒激光诱导折射率变化提供了一种灵活的三维光子器件制作手段.飞秒激光光刻的II类波导具有偏振导光特性，可以作为波导偏振器，但是对于要保留的偏振分量损耗太大.本文阐述了一种利用飞秒激光在熔融石英中制作的新型低损耗波导偏振器.它由中间的一根I类波导及两侧的两根II类纳米光栅轨迹构成.基于飞秒激光诱导的纳米光栅的偏振依赖散射特性，II类纳米光栅轨迹能够对I类波导的倏逝场进行调制.偏振方向垂直于纳米光栅的模式相对于偏振方向平行于纳米光栅的模式有更大的散射损耗，因此导通的是偏振方向平行于纳米光栅的模式.研究了消光比随I类波导与II类纳米光栅轨迹之间的间距的变化关系，选择一个最佳间距来进一步研究消光比随II类纳米光栅轨迹长度的变化关系.在间距6 μm，II类纳米光栅轨迹扫描长度6 mm处实现了最大15.91 dB的消光比.通过增加II类轨迹的长度或者数量，很容易得到更高的消光比.

光学生物传感器在新药研制和生命科学等领域得到广泛关注, 重点对基于回音壁谐振模的无标记光学生物传感器做了评述。 根据谐振腔结构将传感器分为三类。 基于微球的生物传感器由于微球腔的高品质因子而成为最初研究的重点, 已实验研究了对蛋白质分子、 病毒和细菌的传感响应, 建立了基于单光子谐振能量和微扰理论的理论模型; 基于微盘的生物传感器能够利用成熟的平面光刻微加工技术, 传感构想提出更早, 但直到回流热处理技术的应用才使得微盘品质因子大幅提高, 从而实现了单分子测量; 基于微环的生物传感器具有简单的谐振模式, 有利于信号探测, 已采用聚合物, 氮化硅, 以及硅基二氧化硅等材料制作成功, 作为其在三维上的扩展, 微管式传感器由于能够将光通道和流体通道合二为一而在近年得到关注