本文提出了一种一维四元周期性宇称?时间（PT）对称结构，系统地研究了增益?损耗系数、入射角和周期数对相干完美吸收激光点和奇异点这两类光学简并点的影响规律。当周期数一定时，通过改变增益?损耗系数可以在不同的入射角下灵活地调控相干完美吸收激光点和奇异点这两类光学简并点。对比分析了PT对称引起的奇异点以及与周期结构相关的Bragg共振点处的反射特性，结果显示：当光束分别沿着左右两边入射时，在奇异点处只有一个方向入射的反射率为0，从而表现为单向无反射特性；而Bragg共振点处的反射率在光分别沿着左右两边入射时都为0，从而表现为双向透明特性。进一步研究了周期数对两类光学简并点的影响，发现相干完美吸收激光点数目随着周期数的增加而增多，而奇异点数目则不受周期数的影响。最后，利用光学简并点的可控特性实现了光自旋霍尔效应等光学现象的操控。

为设计新型光学生物传感器，本课题组构造了基于Parity-Time (PT)对称的耦合谐振腔系统，用于实现对人体血糖浓度的测量。通过结构优化，使系统达到PT对称极点状态，然后利用极点状态下透射率对血糖折射率极其敏感的特性，将对血糖浓度的测量转化为对系统透射率的测量，从而达到血糖传感的目的。本文研究了两种传感方式：一是固定特定极点处的频率，测量系统在不同血糖浓度下的透射率；二是在极点附近的频率范围内扫描，测量特定血糖浓度下透射率的峰值。血糖质量浓度为20～182 mg/dL时，第二种方式下传感器的灵敏度均高于第一种方式；当血糖质量浓度高于182 mg/dL时，第一种方式在1466.40 THz频率下的灵敏度要比第二种方式高。可以将本文对血糖浓度的传感方式推广到对其他生物样本的测量上。

设计了一种嵌入磁性材料微腔的可调制的PT对称结构。通过传输矩阵法计算结构的传输谱,研究了磁微腔共振对PT对称结构的调制效应,得到一种可被入射角度方向和大小双重调制的增强的非互易带边模式,调制结果是带边模式在左右带边的转换。磁场大小的增加会导致带边模式向高频移动,磁场方向的变化也会引起带边模式在左右带边的转换。