基于布里渊光时域分析仪的全分布式光纤传感系统中，光纤沿途的探测信号含有噪声导致被测量的温度或应变信息难以识别，光谱拟合的精确度对传感信息的识别非常重要。在传感系统低信噪比的情况下，提出了一种提取高精度布里渊散射谱特征的拟合方法，利用小波去噪结合莱文伯-马奈特（LM）算法调节权值后向传输(BP)网络对布里渊散射谱进行特征提取。克服了传统BP神经网络易陷入局部极值的缺点，保证求解的精度。数值仿真表明，该方法适合不同权重比、不同线宽和低信噪比以及大测量范围的情况进行光谱拟合，并且在信噪比为10 dB的情况下得到拟合度均超过0.96。实验结果表明，该方法适用于多种泵浦功率情况下的布里渊散射谱的特征提取，优于传统BP神经网络算法且具有较高的拟合精度。

设计和分析了一种基于SOI(绝缘体上的硅)脊型波导非对称马赫曾德尔结构的集成矢量和微波光子移相器。对于10 GHz的微波信号, 设定非对称两臂的长度差为3 983 μm时, 其相应的时间延迟约为47 ps。分别在两臂上集成了一个热光可调谐可变光衰减器用于光学调谐, 当衰减单元的折射率在0~6×10-3变化时, 实现了10 GHz微波信号在0~180°的相位调谐。该器件尺寸小、结构紧凑, 易于实现片上集成, 在光控相控阵雷达中很有应用前景。

在研制基于微型光机电系统技术的光电器件过程中，需要精确测定器件在给定驱动条件下的运动情况。在对制作完成的光开关进行性能测试时，由于微型光机电系统光开关的几何尺寸的限制，如果要准确测定光开关微反射镜的运动位移，将会有一定的困难。提出了一种采用线阵CCD技术的光学测量方法，实现了对光开关悬臂梁在驱动电压作用下的旋转角度的精确测量。通过理论推导得到了悬臂梁扭转角度与可测量物理量的关系，通过求解方程得到了各个物理量的数值选择对于测量结果的影响，并且给定了测量时各个物理量的参考值。通过实验测量，误差小于10％，表明这是一种具有实际意义的测量方案。

从高斯光束的传输理论出发,对8×8 MOEMS阵列光开关的光路进行了分析.这种光开关的反射镜尺寸与插入损耗(简称插损)密切相关.为了降低插损并且达到准直长度的要求,对相关参数进行了优化选择.此外,开关中光纤、球透镜以及微反射镜之间的位置及角度偏移均会使插损大大增加,采用自对准技术和凸角补偿方法可以有效提高各个器件之间的对准效果,降低插损[1].

运用传输矩阵理论,对一种新型色散补偿光纤光栅--取样啁啾光纤光栅的传输特性进行了模拟研究.研究了光栅反射谱特性随光栅参数的变化规律.作为应用实例,本文给出了适合于对10 Gb/s WDM系统进行色散补偿的8通道取样啁啾光栅的相关参数.

本文提出了一种阵列波导光栅(AWG)波分复用器的版图设计方法,并用该种方法对一种中心波长为1.55μm,波长间隔为1.6 nm的11×11通道阵列波导光栅波分复用器的版图进行了设计并优化了结构参数,优化参数包括:输入/输出波导和阵列波导的弧度,弯曲半径和长度,以及每条波导在版图中的坐标,最后给出了用该种方法设计的AWG版图的示意图.

给出基于硅的微机械光开关的设计分析.优化设计了光开关结构,提出了一种降低扭臂式结构光开关驱动电压的方法.并根据不同结构,给出了静电驱动等方面的分析结果.

针对低阈值半导体量子结构激光器(简称量子结构激光器)，包括量子阱、量子线和量子点结构，给出了一个完整简便的方法用以优化设计最低阈值条件所需要的有源区结构。以对数形式给出了量子结构激光器材料增益和注入载流子浓度的关系，并且以InGaAs(P)/InP量子阱激光器和InAs/GaAs自组装量子点结构激光器为例，分别计算了为得到最低阈值电流所需要的量子阱阱数和自组装量子点的面密度以及激光器的腔长。

从理论上分析了应变补偿多量子阱激光器的阈值特性,并以InGaAs(P)体系为例,分别对应变补偿结构和普通应变多量子阱激光器进行了数值计算。结果表明,具有应变补偿结构的激光器可以获得较大的增益和较小的阈值电流密度。其中,阱材料能带结构的变化是使得应变补偿结构激光器具有上述优良特性的决定性因素。

采用差分法求解有效质量方程,考虑轻重空穴的混合效应及应变效应,对三种不同形状的量子阱的能带结构、价带态密度、跃迁矩阵元进行了比较。在阱宽相同的条件下,方阱有最大的限制能力,但抛物阱和三角阱有更平坦的态密度曲线,使得以抛物阱和三角阱为有源区的激光器和半导体激光放大器可以有较低的透明电流密度。同时价带子带的耦合强烈改变了跃迁矩阵元,这对量子阱的增益特性会产生影响。