铌酸锂薄膜光子集成技术在高速光电子领域不断凸显，被广泛用于各种片上功能实现，如电光调制、光频梳、滤波器、非线性光学频率转换器、非线性量子光源、激光器等。在铌酸锂薄膜光子集成技术发展过程中，目前面临的一个重要的技术瓶颈就是铌酸锂薄膜纳米波导与单模光纤的高效耦合。针对这一问题，设计了一种基于SiO₂、SiON锥形结构以及双层铌酸锂锥形结构的模斑转换器，实现铌酸锂薄膜纳米波导与单模光纤之间模式和能量的高效传递与转换。采用三维有限差分光束传播法对器件结构进行了模拟仿真，并优化了结构参数，可实现与铌酸锂薄膜波导与单模光纤的高效耦合，耦合效率在82.2%~89.0%之间，同时，得到了±1.8 µm光纤耦合对准容差，可为下一步制备出高效耦合的铌酸锂薄膜光子器件提供参考。

提出了一种弱耦合领结型椭圆芯应力保偏少模光纤(PM-FMF)，通过使用高折射率纤芯，所提出的光纤可在1505～1585 nm波段下，支持32个独立的本征模式。椭圆纤芯和领结型应力区的引入，有效地分离了相邻的本征模式。采用有限元法对领结型椭圆芯应力PM-FMF的纤芯及领结型应力区的结构参数进行优化。评估了光纤参数对模式数量、模式间的最小有效折射率差、模态双折射、应力双折射以及弯曲损耗的影响。此外还分析了该光纤的带宽性能，包括模式间的有效折射率、有效折射率差、差分模式时延(DMD)。经数据分析，在1505～1585 nm波段下，该光纤支持的32个本征模式是完全分离的，相邻模式之间的最小有效折射率差大于1.295×10⁻⁴。所提出的弱耦合保偏少模光纤能够提高传输容量，在本征模式复用传输中具有潜在的应用前景。