为满足星间激光通信对高隔离水平光学天线的要求，实现对光学天线隔离度的仿真分析和优化，提出了一种将红外系统冷反射的特征控制量YNI值作为衡量光学元件表面后向反射能量强度，并控制光学天线优化以提高隔离度水平的方法。在LightTools软件中为某激光通信终端的卡塞格林天线创建了实体模型，通过仿真分析得出了各元件表面的后向反射率。在ZEMAX软件中以增大各元件表面的YNI值为目标优化天线结构。对比优化前后的结果，系统的后向反射率从3.068 8×10－4减小到1.075 5×10－5，隔离度从-35.13 dB减小到-49.68 dB。优化后的卡塞格林天线具备较高的隔离度水平，可用于星间激光通信。

设计了一种新型叠层光栅结构的晶体硅薄膜太阳能电池底部反射器,它由分布布拉格反射器(Distributed Bragg Reflectors,DBR)和衍射光栅两部分组成。利用严格耦合波分析(Rigorous Coupled Wave Analysis,RCWA)方法和模式传输线理论(Modal Transmission Line,MTL),对DBR和光栅进行优化设计,使该叠层光栅结构在800—1 100 nm波长范围内能高效反射入射光并得到大倾斜角的反射光,有效延长光子在电池体区的传播路径,使其被充分吸收。结果表明,四层Si/SiO2 DBR的反射率可达99.95%,零级衍射序被有效抑制,并得到具有较大倾斜角的±1级衍射序,太阳能电池的捕光能力大大提高。

背向反射是谐振式光学陀螺（ROG）中的主要噪声之一。通过光波场叠加的方法, 建立了环形谐振腔内的单点反射模型, 得到系统中背向反射噪声引起的系统标度因子误差与环形谐振腔内反射参数的解析表达式。利用该表达式, 通过Matlab进行数值拟合, 分别对谐振式光纤陀螺系统（R-FOG）和谐振式微光学陀螺系统（R-MOG）中的背向反射噪声进行理论分析和比较。实验中, 通过一定的措施抑制了系统中的背向反射噪声, 分别得到R-FOG和R-MOG系统的开环输出信号。通过理论分析和实验验证背向反射噪声在R-MOG中的影响较大。为ROG中背向反射噪声的抑制及ROG系统的搭建提供了理论和实验依据。

提出了一种基于斜光栅辅助的非对称耦合器型光分插复用器。运用复合波导的三维正交模式,对器件的三种可能的结构进行了理论分析,选出粗波导光栅型结构。利用耦合模理论,模拟了斜光栅的耦合特性并对其倾斜角进行优化设计。通过回波峰值设计法,将器件的工作波长放在波分复用信道之内,回波峰值波长放在波分复用信道之外,使得器件的性能大有提高。模拟结果表明器件的串扰可达到-30 dB,回波损耗可达到-25 dB。同时,器件的关键工艺容差较大,易于批量化生产。当斜光栅的倾斜角度在2.5°到4.5°之间时,器件的串扰低于-28 dB,回波损耗低于-22 dB。