基于热场动力学理论研究了热Fock 态下量子效应对介观左手传输线微波段负折射系数的影响.结果表明：负折射系数随电流涨落的增加表现出线性递增的特点, 而随温度的升高、频率的增大表现出锐减特性; 负折射系数的变化幅度受光子数调控.该结论可对基于左手传输线开发的微波器件的微型化、集成化研究提供参考.

研究被两正交光场耦合的V型三能级原子系统中电磁诱导下的左手效应。讨论了正交耦合光场强度、探测场失谐量和上能级间自发辐射耦合相干对该原子系统介电常数、磁导率和折射系数的影响。研究表明,在合适的参数条件下,该原子系统的介电常数、磁导率在二维相同的区域内同时为负值,且取值分布具有各向同性的特征;即产生了各向同性的二维左手效应。

研究了闭合的Tripod-type 四能级原子系统,使系统在三模光场相互作用下,利用量子干涉对其进行研究。结果显示在一定条件下,当改变控制场的拉比频率时,探测场对应的介质色散曲线可以实现从反常色散到正常色散的转变,出现了开关效应。并且在一定条件下共振—近共振区域会出现电磁感应透明。

提出了一种基于光子晶体耦合波导实现光开关效应的方法:将线缺陷引入二维光子晶体以形成两平行的邻近波导,两邻近波导及其中间的两排介质柱构成了光开关模型耦合区;利用平面波展开法计算了不同介质填充率情况下的色散特性。结果发现:减小介质填充率可以实现波导耦合长度的减小;分段调整中间介质柱的填充率和选择不同的耦合搭配长度,定向耦合器内的光波可以与任意分段介质进行独立、互不相干地耦合,光信号可以在两耦合波导中进行受控地、不间断地交替传输,从而实现了光信号沿两不同端口受控输出的开关效应。

用传输矩阵的方法研究了一维三元光子晶体带增益介质微腔的传输特性，结果显示透射谱有模式竞争的特性。发现透射主峰的中心波长和ZnO增益介质层厚度互相匹配。在其他参数合适的情况下，改变ZnO增益介质层厚度，透射主峰的中心波长也相应改变。另外，增大光子晶体介质层数目或是增大泵浦光强度，模式竞争现象更加明显。

A closed four-level system in atomic vapor is proposed, which is made to possess left handedness by means of the technique of quantum coherence. The method of density matrix is utilized in view of the rotating-wave approximation and the effect of local-field in dense gas. The result of the numerical simulation shows that the negative permittivity and negative permeability of the medium can be achieved simultaneously (i.e., the left handedness) in a wider frequency band under appropriate parameter conditions. Furthermore, when analyzing the dispersion property of the left-handed material, we find that the probe beam can be controlled to change from superluminal to subluminal or vice versa via changing the detuning of the probe field.

通过平面波展开法对二维点缺陷三角晶格光子晶体的微腔结构进行研究,计算得出其色散图以及缺陷模分布。结果表明：缺陷模波长与微腔谐振波长基本吻合。利用FDTD模拟谐振波长波段的电磁波在光子晶体中传播的动态演化过程,并计算出局域模的空间分布图。最后在有规律地改变缺陷周围介质柱半径的情况下实现谐振中心波长的可调性。

采用了一个闭合的Y型四能级原子系统，在多模光场的作用下，利用量子相干技术使其实现介质的左手效应，使介质具备左手材料特性. 在相互作用表象下，考虑偶极近似和旋转波近似,利用密度矩阵方程并结合相关条件下的有关公式进行理论计算. 数值模拟结果显示：在合适的参量条件下，介质的相对介电常量和相对磁导率可以同时出现负值，产生了左手效应,相应的介质转化为左手材料.在弱探测场条件下，当探测光的拉比频率增加时，介质实现左手效应的频率范围减小并且与之相对应的折射率和吸收系数也发生变化. 通过讨论在左手效应成立的条件下介质对光场的吸收和增益问题，结果表明：在弱探测场条件下，利用电磁诱导的方法也可以实现介质的左手效应,使得左手材料在实验上的实现也得到了进一步的扩展,同时也扩展了电磁诱导的应用领域.

运用数值模拟方法讨论了控制场的变化对M型五能级原子系统相对于探测场的吸收和色散等光学性质的影响.结果表明,改变控制场拉比频率时,系统的吸收和色散性质会发生规律性变化.在特定区域会呈现电磁感应透明窗口,其中透明窗口的数量与外加控制场数目成正比,而透明窗口宽度与拉比频率大小相关,拉比频率越大,透明窗口越平坦,当拉比频率减小,透明窗口变窄同时介质色散增强可获得慢光速光脉冲.

研究了三能级原子与多模光场相互作用的量子系统，从系统的密度矩阵运动方程出发讨论了无粒子数反转探测场的增益条件，发现当驱动场拉比频率取5，探测场拉比频率取1，非相干抽运取3，驱动场失谐量取3时，系统可以在偏离共振的两端获得粒子数无反转而相应的探测场获得了增益，即实现了无粒子数反转激光，其在光通信方面具有重要的应用价值。