以最小周期单元包含5个格点的新型Lieb晶格(Lieb-5)为平台,将Lieb-5晶格的格点根据其空间位置分成中心格点和边缘格点,用光束传输法研究具有不同强度值的两组格点对异相八极光束传输的影响。仿真结果表明:无论是采用格点入射还是非格点入射,当中心格点的强度小于边缘格点的强度(两组格点强度为2∶3)时,光束在传输过程中始终保持八峰形状,呈现出强局域性;否则,光束在传播过程中无法始终保持八峰结构,入射格点之间的能量随着传播距离的增加而呈周期性地相互耦合,呈现出一种弱局域性;原因是Lieb-5晶格特有的拓扑结构产生的几何阻挫性能抑制了光束的离散衍射,若晶格的束缚性、光束的衍射效应和异相光束的相互作用达到平衡,则能保持八峰结构,否则光束不能始终保持八峰结构。

运用交替隐式光束传输法研究了异相和同相四极光束在自聚焦光诱导的四方晶格中的传输特性。给出了异相和同相四极光束在连续均匀介质、自聚焦介质和自聚焦光诱导的光子晶格中的动态演化。在均匀介质中传输时，异相四极光束发生线性衍射，峰值强度逐渐变小，光束间相互排斥，峰值间距变大；而同相四极光束先各自衍射，而后聚合为单束光，峰值幅度先减小后增加，继续向前传输，光束衍射，峰值递减。引入自聚焦光折变介质后，异相四极光束发生自聚焦现象，且相互分离现象更加明显；而同相四极光束相互吸引融合为单束光，能量几乎全部汇聚到晶格中心点。引入自聚焦光诱导光子晶格后，异相四极光束一定条件下能形成稳定传输的异相四极孤子，其对角波峰相位相同，相邻波峰相位差为π；而同相四极光束在一定的条件下能形成局域的同相四极孤子，其波峰相位均相同。

在光折变晶体中可通过光诱导来产生光子晶格，对偶极孤子在光子晶格中的传输特性进行研究，通过数值仿真发现，偶极光束入射到对角晶格点时，改变光折变晶体上的外加电场强度、入射振幅以及光诱导晶格深度，偶极光束的传输会出现不同的传输结果。研究结果表明，由于光诱导晶格的存在，入射偶极光束可以克服两峰间的相互作用；当外加电场强度、入射振幅和晶格深度三个条件匹配时，异相偶极孤子存在且能稳定传输，而同相偶极孤子总是不稳定的，当光束强度较低时，其不稳定性较弱。

光诱导光子晶格是一种周期光学系统，其对光束传输的控制在全光交换、光开关等方面具有潜在应用。运用优化的交替隐式差分波传输法对非线性薛定谔方程进行数值仿真，研究了涡旋光束在光诱导自聚焦类方晶格中的传播特性、光子晶格对光束传输的影响以及形成涡旋孤子的条件。研究发现，不存在晶格时，涡旋光束会由于自聚焦效应而分裂成基态孤子；存在晶格时，离散涡旋孤子的稳定传输与外加电场、晶格深度、输入光强有关，非格点激励的一阶涡旋光束在合适的条件下能形成稳定传输的离散涡旋孤子。

通过数值仿真研究了不同区域被阻挡时无衍射二维艾里光束的自愈特性。仿真结果表明，部分区域被阻挡时，光束在传输一定距离后能进行自我重构。同时研究了高斯噪声环境下无衍射二维艾里光束的自愈特性。结果显示，在一定的信噪比下艾里光束经过一定距离的传输后也能够自愈。这种自愈具有一定的稳健性。艾里光束的自愈特性能够应用于光镊系统、微粒自陷和操控、光无线通信等众多领域。

本文研究了低振幅下的(1+1)维屏蔽亮孤子在光折变介质中的传输特性。数值仿真结果发现，当光束线性传输时会自然衍射；当光束非线性传输时，若忽略扩散机制，可以保持孤子形态且直线传输，若考虑光折变介质的扩散作用，孤子就会发生自偏转，偏转方向及程度与温度有关。最后分析了偏转距离绝对值随温度的变化关系，在某一温度下偏转距离绝对值有最大值，因此可以通过控制温度来改变偏转距离。

基于独立成分分析法(ICA)能够实现偏振复用相干光正交频分复用(PDM-CO-OFDM)系统的盲信道均衡，与基于导频的信道均衡方法相比，能极大提高系统的频谱利用率。然而这种固定步长的ICA 算法对每个子载波采用迭代算法来计算信道频率响应分离矩阵, 需要经过几十次迭代才能收敛。为有效降低该算法的计算复杂度，提出一种基于自适应步长ICA 的盲信道均衡算法，采用自适应分离步长提高迭代算法的收敛速度。基于100 Gb/s 16进制正交振幅调制(16-QAM)PDM-CO-OFDM 系统，仿真实验表明该自适应算法的系统误码率性能优于固定步长ICA算法的结果，且收敛速度提高5倍以上，能够用于未来高速PDM-CO-OFDM 系统接收端进行高效信道均衡。

研究了二阶涡旋光束在0 阶，1 阶贝塞尔晶格中的传播。贝塞尔晶格是通过无衍射贝塞尔光束在聚焦非线性介质中光诱导产生的，当晶格深度与外加电场强度相匹配时，在聚焦的0 阶，1 阶贝塞尔晶格中，能产生不同类型的稳定的环形涡旋孤子。仿真结果表明，二阶涡旋光在贝塞尔晶格中能够形成稳定的单环、多环涡旋孤子。

在自聚焦饱和非线性光折变正方晶格中心通过光诱导一个负缺陷态,研究了输入光束宽度与晶格波导尺寸可比拟时,二阶涡旋光束正对缺陷点垂直入射下的传输性能.数值仿真表明,在晶格深度与光强大小相匹配的情况下,输入光束演变形成类四极子的强度分布,且束缚在负缺陷处,值得注意的是,这四点的相位不再保持二阶涡旋状,而是对角相位相同,相邻点相位相反.若改变晶格深度与光强大小的比值都无法形成稳定的局域态.

提出了一种改进环光纤结构，在原环光纤中引入一高折射率层，利用模式重组效应，增大了轨道角动量模式之间的有效折射率差，减弱了模式间的简并现象。通过数值仿真，对该改进环光纤结构的参数进行了优化设计，最终实现了不同轨道角动量模式间约10-3 的有效折射率差，从而可以有效地抑制传输过程中的模间串扰，改善环光纤中轨道角动量模式的传输性能。