采用分步傅里叶方法模拟皮秒泵浦脉冲在正常色散医用光子晶体光纤中超连续谱的产生,研究泵浦脉冲中心波长、峰值功率、宽度和形状对超连续谱特性的影响,优选泵浦脉冲光源的参数用于光学相干断层成像,提高其纵向分辨率和成像质量。结果表明:对于泵浦中心波长为1.06 μm、1.31 μm和1.55 μm的医用光子晶体光纤,在相同参数下,1.55 μm泵浦脉冲产生的带宽较宽,1.31 μm泵浦脉冲获得的纵向分辨率较小;对于1.55 μm的医用光子晶体光纤,当选取的双曲正割型泵浦脉冲峰值功率为20.5 W,脉冲宽度为2 ps时,可获得的纵向分辨率为5.0 μm,当选择峰值功率为18 W,脉冲宽度为0.5 ps时,可获得的纵向分辨率为3.7 μm;超高斯型泵浦脉冲比高斯型、双曲正割型和啁啾高斯型泵浦脉冲更易获得较宽、较平坦的超连续谱光源。

针对具有非线性负啁啾的超高斯脉冲, 提出了一种双余弦相位调制方法, 采用该方法对高非线性光纤中超高斯脉冲的频谱压缩进行优化。结果表明：由于初始超高斯脉冲的非线性负啁啾与非线性光纤中自相位调制引起的正啁啾失配导致时间相位不平坦, 频谱出现分裂和旁瓣, 压缩质量受限。通过对超高斯脉冲进行外部的两个余弦相位补偿调制可以减少频谱旁瓣的产生, 延长频谱压缩距离, 提高频谱压缩质量；其中这两个余弦相位调制的振幅和频率来自于对超高斯脉冲的非线性相移分析；在大范围展宽因子下, 超高斯脉冲的频谱压缩质量也可以优化。

在色散振荡光纤中,研究平均色散、色散振荡周期和色散振荡振幅对准连续泵浦波输出调制不稳定性增益边带的影响。结果表明:随着平均色散和色散振荡周期的增加,各阶边带中心向频谱的中心频率移动,并且相对应的增益值逐渐减小。特别地,当色散振荡周期以整数增加时,在一定频谱范围内,会出现对称不等增益边带组。然而,增强色散振荡振幅,各阶边带中心频率并不发生改变,此时各阶边带增益出现振荡周期性的减小,边带出现分裂和消失的现象。同时,利用解析公式对离散增益边带进行理论预测,讨论解析公式的适用性。

基于非线性薛定谔方程的Kuznetsov-Ma孤子解，得出零背景的Kuznetsov-Ma孤子形式，给出零背景的Kuznetsov-Ma孤子与准基态孤子之间的关系。利用谱过滤的方法研究单模光纤中Kuznetsov-Ma孤子到准基态孤子转化的动力学行为。结果表明：在Kuznetsov-Ma孤子的最大压缩位置处获取的零背景脉冲能够以准基态孤子的形式在光纤中稳定地传输，并且随着Kuznetsov-Ma孤子物理行为控制参数的增大，更加接近于基态孤子的形式。通过稳定性分析发现，在小的初始白噪声扰动下，准基态孤子会以一定速度稳定传输。

求出高阶Hirota方程在可积条件下的一种精确呼吸子解, 并在解的基础上得到Hirota方程的一种怪波解。 从怪波解的形式和图形中深刻认识到怪波的两个特征——时空局域性和高能量特点, 认识到怪波产生的物理机制——平面波和其他波的叠加。利用分布傅立叶方法数值研究了怪波在考虑自频移和拉曼增益时的传输特性, 自频移使怪波中心发生偏移, 拉曼增益使怪波分裂得更快；数值模拟了怪波之间的相互作用特点——随着怪波之间距离的减小, 怪波将合二为一, 成为一束怪波, 之后再分裂, 并分析了拉曼增益和自频移对怪波相互作用的影响。

基于Hirota方程的Peregrine解,讨论光学传输系统中Peregrine怪波的动力学行为,研究了高阶非线性效应对极大压缩飞秒脉冲动力学的影响。结果表明从极大压缩脉冲提取的高功率飞秒脉冲能够在光纤中稳定地传输。这给高功率脉冲的稳定传输提供了一个理论依据,具有非常重要的实际意义。