基于多层平面波导理论，采用自支撑共振光栅，提出了一种应用于生物探测领域的超高准确度传感器.理论计算表明，本文提出的生物传感器，其探测准确度于共振光栅的周期成正比，接近基于共振效应传感器的理论极限.采用单层共振光栅的归一化色散方程，计算了色散曲线随探测介质折射率的变化关系，从而证明了其探测准确度.此外，基于此共振光栅结构，设计了工作在近红外和中红外波段的生物探测器，分别应用于液体(1.3~1.7)和气体探测，折射率的分辨能力在近红外波段可以达到1×10-5，在红外波段优于1×10-6，能满足绝大多数生物材料的探测.相比于传统的基于导模共振效应的共振传感器，本文提出的生物传感器，其探测准确度有一至两个数量级的提高.

从光纤的琼斯矩阵模型出发,利用蒙特-卡洛方法对偏振模色散模拟器的统计特性进行了研究.研究结果表明:随着组成模拟器的保偏光纤的段数增加,一阶和二阶偏振模色散的统计分布越接近于理论拟合曲线.比较了两种不同模拟器的组成方法,得到的结果将对模拟器的设计具有实际的指导作用.

光纤通信系统的偏振模色散(PMD)是限制系统传输容量和距离的关键因素。系统输出信号的偏振度(DOP)反映了系统的偏振模色散。利用光纤通信系统的Jones矩阵模型,在理论上得到了系统的输出光脉冲Stokes矢量的表达式。在此基础上分析和计算了系统的输出脉冲的偏振度特性。结果表明,系统的输出信号的偏振度随入射脉冲偏振态的变化而变化,当入射脉冲偏振态与系统的主偏振态一致时,系统的输出信号的偏振度达到极大;同时,随着系统的偏振模色散幅度的增大而变小。系统的输出信号的偏振度还随着信号原始啁啾系数绝对值的增大而减小,但与啁啾系数的符号无关。

在同时考虑偏振模色散(PMD)及偏振相关损耗(PDL)情况下,分别通过理论和蒙特-卡罗方法研究了光传输链路的输出信号偏振态相关函数。首先,从理论上得到了光传输链路的输出信号偏振态相关函数的解析表达式,而后,利用蒙特-卡罗方法进行了模拟研究,理论和模拟的结果能很好地吻合。研究结果表明,当光传输链路的偏振模色散值不变时,随着传输链路偏振相关损耗的增大,输出偏振态归一化自相关函数的线宽变宽;而在光传输链路的偏振相关损耗一定的情况下,随着光传输链路的偏振模色散的增大输出偏振态归一化自相关函数的线宽变窄。