为了设计高品质、高性能的光学滤波器和光开关, 利用传输矩阵法通过数值计算模拟的方式绘制1维光子晶体的透射能带谱, 研究和分析了两缺陷之间距离和缺陷的厚度对光子晶体透射能带谱的简并效应。结果表明, 当两缺陷之间距离越大, 透射能带谱简并效应越明显, 当间距增大到一定数值时,出现分立透射峰完全简并现象; 当缺陷厚度整数倍增大时, 光子晶体透射能带谱出现简并的趋势, 但缺陷厚度奇数倍增大与偶数倍增大时, 透射能带谱简并速度不一样, 前者的简并速度小于后者的简并速度; 缺陷厚度无论是奇数倍增大还是偶数倍增大, 光子晶体透射能带谱简并的速度均逐渐减小。缺陷对光子晶体透射能带谱简并效应的调制规律, 为光子晶体设计新型光学滤波器件、光学开关及其调制机制等提供了指导。

采用传输矩阵法通过数值计算模拟的方式，研究缺陷对一维光子晶体滤波性能的调制作用，结果表明：当含缺陷单元位于光子晶体周期性排列结构中间时，缺陷数目可改变光子晶体的滤波通道（缺陷模）数目和滤波品质，但不改变透射率；当含缺陷单元偏离光子晶体结构中心越远，光子晶体各滤波通道的透射率就越低，但滤波通道之间的距离保持不变；随着两个含缺陷的单元之间距离增大，光子晶体各滤波通道的滤波品质升高并出现简并趋势；当缺陷的厚度成倍数增大时，各滤波通道滤波品质升高并出现多系多通道滤波现象。缺陷对一维光子晶体滤波特性的影响规律，为光子晶体设计新型光学滤波器件及其调制机制提供理论参考。

基于半导体光放大器(SOA)的环形腔激光器可实现高达兆赫兹的高速调谐，在光纤通信和光纤传感领域有广泛应用。采用稳态模型和分段算法研究SOA自发辐射特性，并基于此分别讨论了使用高斯型滤波器和法布里珀罗(F-P)滤波器的两种可调谐环形腔激光器，研究了激光建立过程的特性，包括输出光谱和输出光功率随绕行圈数的变化，讨论了波长调谐的速度。结果表明，F-P滤波器的环形腔可以更快建立激光振荡，便于实际高速调谐应用。

硅基(SOI)波导是近年集成光电子和集成波导的重要方向。对硅基纳米波导进行数值计算，讨论了空气包层和SiO2包层两种情况的双模传输特性，得到两种包层结构的双模工作区域和双模拍长与波导结构的关系。研究了SOI纳米波导中双模干涉现象以及双折射和温度对双模干涉的影响。

全光信号处理是高速光通信网络的一个关键技术。光头识别作为实现全光分组交换的关键技术之一，通过使用全光比较器可以实现。提出基于半导体光放大器马赫曾德尔干涉仪(SOA-MZI)级联结构的全光3 bit比较器，通过数值模拟对其进行了仿真研究，仿真速率为10 Gb/s。模拟结果显示输出信号质量良好，峰值功率超过7 mW，消光比为48 dB，脉冲半峰全宽为(FWHM)8.5 ps。输出脉冲具有较高的强度和稳定性。