提出了基于二维光子晶体的具有偏振选择功能的横电(TE)和横磁(TM)波三等分功率分配器, 功分器结构构建于正方晶格的十字形光子晶体波导中。利用有限元法计算结构的性质, 利用Nelder-Mead算法进行了参数优化。结果表明, 在输入通道引入不同的偏振选择缺陷, 可使功分器具有偏振选择功能。对于TE功分器, TE波能够进入并在其中传输, TM波则不能进入; 对于TM功分器, 情况则刚好相反。在波导的十字交叉区域引入功率控制缺陷, 可使各输出端功率相等。合理选择参数, TE和TM功分器的总传输效率分别可达99.48%和95.53%。波长扫描发现两种功分器都可工作在相对较大的波长范围内。

提出了一种基于圆环杆与平板连杆的二维正方晶格光子晶体结构, 讨论了绝对禁带的计算过程和各参数对绝对禁带宽度的影响.通过平面波展开法结合逐次逼近方法发现其最大绝对禁带相对值达到19.026%, 比采用圆柱杆和平板连杆结构的二维正方晶格光子晶体以及采用圆环杆但无连杆的二维正方晶格光子晶体的最大绝对禁带相对值分别提高10.181%和712.035 9%; 圆环杆的外径、圆环的相对厚度以及连杆的宽度都存在一个最佳值, 且连杆宽度对绝对禁带相对值的影响比较敏感.

系统研究了基于周期性极化铌酸锂(PPLN)的Solc型平顶滤波器的温度与电场调谐特性，并给出两种调谐方式的调谐率与优缺点。研究了占空比为0.5的PPLN Solc型平顶滤波器的透射谱对温度的依赖关系，发现透射谱的平顶状并没有因为温度改变而破坏，同时最大透射率也没有衰减，当温度从268 K~328 K变化时，中心透过波长从1570~1528 nm连续变化。进一步研究基于占空比为0.75的PPLN滤波器的电场调谐特性，发现Solc型滤波器透射谱在外加电场作用下依然保持平顶状，且中心波长随外电场变化成线性关系。由于电场调谐源于电光效应，其响应速度可达亚纳秒，拥有温度调谐方式无法比拟的快速响应速度，但受限于击穿电压的限制，其调谐范围比温度调谐要小。

研究了偏振切换正交相移键控(PS-QPSK)和双偏振正交相移键控(DP-QPSK)信号的产生原理，理论分析了PS-QPSK信号的性能优势。针对偏振切换归零正交相移键控(PS-RZ-QPSK)信号，提出了一种新的调制方案，方案在保持PS-RZ-QPSK信号优势的同时减少了发送端使用的马赫曾德尔调制器(MZM)的数量，大大降低了发射机成本。通过仿真结果分析得出在相同比特率(84 Gb/s)和相同波特率(28 GBd)条件下，PS-RZ-QPSK比双偏振归零正交相移键控(DP-RZ-QPSK)信号具有更好的传输性能，验证了该方案的可行性。

主要研究在波长间隔50 GHz的密集波分复用系统中，112 Gbit/s偏分复用差分四相移键控信号在不同速率的相邻信道影响下经过长距离传输后的非线性容忍度。实验结果表明，112 Gbit/s信号结合43 Gbit/s信号或者10 Gbit/s信号传输时系统得到较好的非线性容忍度，验证了在严重的非线性效应存在的情况下同步传输系统的可行性。

主要研究了利用接收机侧的电域均衡进行色散补偿的问题。相比其他均衡技术，最大似然序列估计(MLSE)均衡能够更好地减少由群速度色散、偏振模色散、光纤非线性等引起的功率代价。在40 Gb/s偏分复用归零差分四相移相键控(RZ-DQPSK)系统中，研究了基于传统MLSE均衡结合前馈式均衡(FFE)的新型均衡技术。实验结果表明，结合FFE的MLSE均衡有更高的色散容忍度，在没有任何光域补偿的条件下传输超过280 km依然可以保证误码率低于10-3。

运用传输矩阵法研究了含负磁导率或双负材料的一维光子晶体结构在全方位光子禁带中波的反射相位谱.研究发现“负磁导率材料-正折射率材料”光子晶体和“双负材料-正折射率材料”光子晶体，在所述带隙中，对TE波而言，反射相位随入射角的增大而增大；对TM波而言，禁带频率范围内波的反射相位随入射角的增大而减小；TE波和TM波，两种结构的反射位相均随介质层的厚度缩放因子增大而增大，且都与周期数无关.