我国电站入炉煤种复杂多变, 实时快速获取煤质成分对保障锅炉的安全、 高效、 低污染运行具有重大意义。 将激光诱导击穿光谱（LIBS）技术应用于燃煤煤质测量, 观测了不同波长激光（355, 532和1 064 nm）诱导产生的等离子体时间演变特性和不同电离特性元素的谱线时间特性, 对比了出现屏蔽效应时的能量阈值随激光波长的变化特征, 并研究了激光波长对煤LIBS光谱特性的影响规律。 结果发现: 使用532 nm激光作为激发光源时, 煤LIBS光谱具有最强的谱线信号强度, 且出现等离子体屏蔽效应的能量阈值也较高, 是一种较理想的激发光源, 为LIBS技术在煤质测量领域的工业应用提供了实验依据。

为了研究基于正方形晶格排列的五芯光子晶体光纤(PCF)的结构参量对耦合特性的影响, 根据其5个超模特征, 给出计算五芯PCF耦合长度的方法, 利用有限元法分析了传输波长以及光纤结构对五芯PCF耦合特性的影响。结果表明, 耦合长度随着传播波长的增加而减小, 随着孔间距、占空比、纤芯折射率以及纤芯直径的增加而增加。该研究为设计基于五芯PCF的定向耦合器提供了理论依据。

为了消除光纤通信系统中色散，采用各向异性完全匹配层和全矢量有限元方法，进行了理论分析和实验验证，设计了一种基于八角格子晶体的同轴双芯色散补偿光子晶体光纤；得到了该色散补偿光纤的传输特性如基模有效折射率、色散、损耗和非线性系数方面的数据，并分析了光纤波导色散与色散补偿光纤结构参量之间的关系。结果表明，所设计的光纤在200nm的负色散范围内，拥有负色散值(在波长为1.55μm处有最低负色散值-1500 ps /(nm·km))，同时在E+S+C波段有较低的限制损耗(小于3.3dB/km)；非线性效应也得到显著抑制。

分析了双空芯光子晶体光纤(HC-PCF)在纤芯填充液态高折射率温敏物质后的传输特性，应用全矢量有限元法(FEM)研究温度均匀变化时光纤耦合特性、模间色散特性的变化规律。结果表明，在特定温度下，耦合特性随传输波长的增大呈现出先减弱、后增强的变化趋势，且光纤的模间色散存在过零点。通过调节温度或占空比，可以在1.31 μm和1.55 μm两个常用通信波段内实现零模间色散传输，由此能够完全消除模式间相位不匹配导致的脉冲失真，实现能量的完全交换。