研制了一款输入输出均为50 μm大芯径信号光纤的高泵浦光耦合效率、高光束质量保持的（6+1）×1反向泵浦/信号合束器。利用仿真软件分析了锥区长度、拉锥比例以及玻璃管折射率对泵浦光耦合效率的影响，纤芯轴向偏移量对信号光传输效率及光束质量的影响。合束器的制作中，使用半掺氟的薄壁玻璃管提高泵浦臂性能，泵浦耦合效率大于98.5%，无主动制冷情况下温升小于10 ℃/kW。采用包层腐蚀变径技术保证信号光纤在组束过程中纤芯不变形，并通过光束质量因子反馈对准熔接，实现了高光束质量保持的合束器的研制，光束质量退化比仅为3.4%。在合束器信号光纤尾端制作包层光滤除器并熔接端帽构成一体化器件，应用于单级主振荡功率放大结构的窄线宽激光系统中，实现了4.1 kW近单模输出，拉曼抑制比为40.5 dB。

近年来，电磁诱导透明（EIT）效应得到了广泛的研究，特别是对其群延迟的动态可调谐在光通信领域有良好的应用前景。提出了一种一维光子晶体纳米梁腔辅助微环谐振腔的动态可调谐电磁诱导透明系统。在该系统中引入了石墨烯，通过改变石墨烯的费米能级实现了对类电磁诱导透明的开关调控和群延迟的动态调谐。此外，在改变纳米梁腔与微环谐振腔的耦合距离和微环谐振腔的半径时，实现了对EIT窗口“关—开—关”的调控。采用三能级原子系统解释了类EIT效应的物理机制，采用三维时域有限差分法对该结构进行仿真，并分析了该结构的传感特性和延迟特性，仿真结果表明，灵敏度为614.4 nm/RIU、品质因数为370.8、群延迟为7.1 ps、群指数高达895。该系统为光开关、传感器和慢光器件的研发提供了一种可行方案。

水泥基吸波材料可以有效缓解电磁波辐射对人们日常生活的影响。传统吸波剂所制备的水泥基吸波材料因其有效带宽窄、吸波效率低和体积厚重等缺点, 限制了其在工程中的应用。与之相比, 纳米吸波剂具有量子尺寸效应、宏观量子隧道效应和界面效应等特点, 因此纳米吸波剂改性水泥基材料为电磁辐射防护提供了一个新途径。根据纳米吸波剂种类的不同, 从碳纳米管水泥基吸波材料、石墨烯水泥基吸波材料和磁性纳米颗粒水泥基吸波材料3个方面总结了国内外相关研究成果, 并对未来该领域的发展进行了展望。

为了能够得到洛伦兹线型、Fano线型、类电磁诱导透明和类电磁诱导吸收这4类线型，提出了一种基于Fabry-Perot（FP）腔的微槽型微环谐振器。该结构在FP腔外侧引入了两个空气孔来提高品质因数。通过改变结构参数和选取不同的波长范围，实现了以上4类线型。采用的模拟仿真方法为时域有限差分法，结合传输矩阵法，对所提结构进行了模拟仿真和参数优化数值模型的建立。仿真结果表明，所提结构的品质因数达到了90112，消光比约为15 dB。

基于单层图案化石墨烯超材料在太赫兹波段实现了等离子诱导透明效应，利用耦合模式理论（CMT）分析了等离子诱导透明产生的机理，得到的理论结果与时域有限差分方法计算的结果高度一致。通过调节石墨烯费米能级对等离子诱导透明特性进行了动态调控，并实现了多模同步异步开关的设计，在2.16、3.01、3.84 THz三个频率处的振幅调制度分别为95.77%、83.42%、95.58%，消光比最高可达13.73 dB。对慢光效应的研究结果表明群折射率可达180。本研究为设计光电子器件提供方案和指导。

为提高折射率传感中的灵敏度和品质因数，提出一种光栅辅助狭缝微环谐振器，该结构在狭缝微环的基础上引入光栅结构来实现不同波长处的类电磁诱导透明（EIT-like）效应，从而获得更高的灵敏度和品质因数。利用传递矩阵法建立嵌孔微环谐振器频谱计算和参数优化的数值模型。采用有限差分时域（FDTD）方法对所提器件结构的传输频谱和谐振腔的电场分布进行模拟仿真，并讨论器件结构参数的影响。结果表明：所提器件实现了EIT-like效应；在折射率传感应用中，所提器件的品质因素为35495，灵敏度高达360 nm/RIU（RIU为折射率单位），与参数相似的常规微环谐振器相比，灵敏度提高了270 nm/RIU；所提器件的灵敏度检测下限为2.3×10^-4 RIU。

设计了一种含有矩形槽(RG)的方环谐振器边耦合金属-介质-金属(MDM)波导,运用Fabry-Perot(F-P)理论精确推导了谐振器的有效长度,并利用该结构实现了多模可调等离子体滤波器。在数值计算和理论分析的基础上,得到了除传统整数模式以外的非整数模式。非整数模式的波长随着RG长度的增加发生红移,这是因为RG位于磁场的波腹时,对磁场的影响最大;整数模式由于对RG不敏感,其波长保持不变,这是因为RG位于磁场的波节时,对磁场的影响最小。可以通过改变RG的形状、位置及数目来调控模式的数目和场分布。与传统的谐振器相比,所提结构和所得到的结果可以为灵活调控谐振波长提供更多选择,在光电子器件的设计上具有潜在的应用价值。

设计并研究了一种在较宽波段范围内具有高双折射率和单模极化保偏的PCF（光子晶体光纤）。采用FVFEM（全矢量有限元法）和APML（各向异性完美匹配层）为边界条件研究该PCF基模的双折射率和极化保偏特性。仿真结果表明，通过将平行于横轴的椭圆形空气孔旋转45°，再将平行于纵轴的椭圆形空气孔向另一方向旋转45°，所得PCF的双折射率高达4.65×10-2，且具有良好的单模特性，可用于各类光学设备。