拉盖尔-高斯旋转腔系统是获得光力学诱导透明（OMIT）效应的一种特殊装置，进一步提出在该腔中利用非线性耦合和轨道角动量（OAM）交换实现三阶克尔非线性效应的调控。利用系统的哈密顿模型可以得到克尔非线性解析表达式，经过数值模拟研究发现，当系统被调节到OMIT窗口附近时，携带OAM的光场会经历极小的吸收和强烈的色散，从而导致巨克尔非线性效应的产生。与传统的电磁诱导透明（EIT）和OMIT相比，该系统可以通过OAM和其他参数实现巨克尔非线性的调控。不仅如此，轨道角量子数还可以被用于控制光传播的群速度、实现快光和慢光效应。

石墨烯作为二维材料中的明星,它的发现与深入研究对半导体、新能源、新材料、生物科学等众多领域产生了巨大影响。本文系统地介绍了石墨烯的氧化物, 氧化石墨烯作为液晶材料(Graphenen oxide-LC)在透过型显示和全彩反射型显示两个方向的研究成果。当氧化石墨烯液晶用于透过型显示材料时, 它具有高科尔系数、易于交流电场驱动、开启电压小、光电响应迅速等诸多优异的光电物理特性。同时氧化石墨烯液晶也具有可控光子晶体结构的特点, 也可用于反射型显示器件。实验发现, 随着氧化石墨烯液晶的浓度降低, 液晶光子晶体的反射波长会产生红移, 同时可观察到两个可视波长范围内的布拉格反射循环序列。进一步利用水平方向的交流电场可实现对氧化石墨烯液晶的光电器件在可视光波段内光的反射强度的控制。系列研究展示出氧化石墨烯具有优秀的光性能与应用潜力, 同时也为二维液晶材料在低功耗光电器件与显示器件进一步的研究与推广提供了参考与新思路。

二次电光效应是有机聚合物材料一种重要的电光特性,利用这种特性可以制备有机聚合物电光调制器等电光器件。有机聚合物材料的二次电光系数是衡量其二次电光效应的一个重要参数,其可以用一个6×6阶的张量来表示。利用该张量的对称特性、各个元素之间的已知关系以及折射率椭球公式,本文提出了一种基于衰减全反射(ATR)技术的测量有机聚合物二次电光系数的方法。在测量中,通过选用TM偏振光以及TE偏振光作为测量光束,可以分别获得二次电光系数张量中S₁₁以及S₁₂元素。利用已知关系,可以计算得到S₄₄以及直流克尔系数。从而得到二电光系数张量中所有元素的值。

由M－Z干涉仪组成自准直干涉装置是一种抗干扰很强的干涉法测光纤非线性科尔系数γ的装置。由于测试脉冲强度受光纤的衰减和耦合器的分流，输入段和输出段脉冲强度不一样，势必要引入系统相移扰动，造成测试相移并非完全是测试光纤SPM效应引入的相移，对准确测量光纤非线性科尔系数γ值形成误差。理论分析了这种扰动的形成机理，引入扰动相移误差量。模拟分析了影响相移误差量的参数，优化这些参数，并且找到最优参数值，使相移误差量最小，且不受输入脉冲强度变化的影响。大大地改善了该系统的性能。最后试验测试了SMF光纤，和已有测试方法比较，波动范围明显减小。

在对激子不作任何近似的条件下,对强耦合激子声子系统中非线性光学性质在理论上进行了研究,结果表明当信号光场频率与激子频率的失谐量等于光学声子的频率时,系统的非线性光学吸收和克尔系数显著增大,从而证明了激子声子的强相互作用对介质的非线性光学性质的影响相当大。并且,与对激子作代松马利夫(Dyson-Maleev)变换近似和玻色近似的结果进行仔细的比较,发现对激子不作近似时,这种影响将进一步增大。

应用Dyson-Maleev变换,对强耦合激子-声子系统中非线性光学性质进行了理论研究.结果表明,当信号光场频率与激子频率的失谐量等于光学声子的频率时,系统的非线性光学吸收和克尔(Kerr)系数显著增大,从而证明了激子-声子的强相互作用对介质的非线性光学性质的影响相当大,并且当考虑激子偏离玻色子模型时,这种影响将进一步增大.