为了研究Rochon棱镜反向使用消光比特性, 采用分析棱镜胶合剂中光弹效应的方法, 对Rochon棱镜正、反向使用时消光比进行了分析, 并设计了实验, 从理论和实验上对平行光反向通过Rochon棱镜时消光比下降的原因进行了研究。结果表明, 当平行光正向通过Rochon棱镜时, 消光比为1.14×10-5; 反向通过时, 消光比为2.93×10-3;反向通过加上λ/4波片后, 消光比为5.72×10-5; 准直光束反向通过Rochon棱镜时, 由于胶合剂中的光弹效应的存在, 使得传播方向不改变的一束光的消光比下降, 验证了理论分析的正确性。该结果可为Rochon棱镜的设计制作和正确使用提供必要的参考。

为了研究金属镀层对光纤宏弯损耗性能的影响，建立了带金属镀层的光纤环所受热应力及热应力引起的弹光效应的数学模型。计算了金属镀层光纤环的热应力系数和折射率热应力系数。仿真分析了光纤环向热应力系数Kθt、径向热应力系数Krt和折射率热应力系数Kn的主要影响因素。结果表明：Kθt远大于Krt，光纤主要受到环向热应力，径向热应力可忽略；热应力及其引起的折射率变化与径向位置和镀层厚度有关，与光纤环的弯曲半径基本无关；镀层厚度在0~2000 μm范围内，随着厚度增加，Kθt和Kn均会先快速增大，再缓慢增大并趋于稳定；Kn为负值，随着温度增加，热应力将引起光纤折射率逐渐减小。该模型从理论上解释了金属镀层光纤环的热应力会引起光纤折射率变小，从而改变光纤的宏弯损耗。

从理论上分析了脉冲情况下，磁光晶体横向温度梯度引起的光弹效应、消光比以及克尔效应对光隔离器隔离度的影响，并与连续入射情况进行了对比。结果表明：在平均功率相同的情况下，脉冲光束入射比连续光束入射情况隔离度更低；当平均功率较小时，消光比对隔离度的影响较大；当平均功率较大时，消光比对隔离度的影响有限，主要表现出光弹效应对隔离度的影响；当峰值功率密度较大时，克尔效应将显著降低隔离度，并且峰值功率密度越大，对隔离度的降低程度越大。

采用惯性力与简谐振子相垂直及差动检测技术的方法，设计基于光弹效应的三分量加速度地震检波器简谐振子。对于简谐振子中的双M-Z干涉仪而言， 光功率的均分和光的单模传输是实现正确检测加速度的基础。介绍了M-Z干涉仪的结构和工作原理。用波导光学模拟软件OptiBPM v9.0对双M-Z干涉仪光场传输进行仿真，得到双M-Z干涉仪的光场传输图。从仿真结果可以看出，从激光器LD发出的光经过双M-Z干涉仪后， 1/4分支波导的光场峰值都达到了0.52，分光比达到了1:1:1:1，实现了光功率的均分，设计的简谐振子满足三分量加速度地震检波器实现正确 检测加速度的要求。

利用聚焦离子束技术将金属线栅结构加工到一个工作在1550 nm波段的标准单模光纤的端面。金属线栅选用的金属是金，周期为 200 nm，尺寸远小于入射光的波长。根据有效介质理论，通过金属线栅结构的透射光为偏振光。TE模式和TM模式的反射率对比度为13.7 dB，其对比度和灵敏度可满足弹光效应和法拉第磁光效应引起的偏振性变化的检测要求。基于金属线栅结构，得到了灵敏度为0.237 rad/N的压力传感器和灵敏度为0.06022°/A的电流传感器。

根据介质的光弹效应,采用有限元法对二维光子晶体的能带特性进行分析。给二维光子晶体施加应力时, 由于构成二维光子晶体介质的光弹效应,引起介质的折射率变化,使得光子晶体的能带结构发生变化。详细分析了 外加应力变化对基于 Si/SiO 二维光子晶体能带结构特性的影响,结果表明,禁带的起始波长、截止波长及禁带宽度的 变化量与外加应力呈线性关系。

为了实现强电磁场环境下的三维地震高精度勘探,提高油气产量和油气开采率,设计了三分量光弹波导加速度传感器。利用光弹原理设计出可检测加速度的3个轴向分量的集成光路及组合式三分量谐振子,达到了降低加速度各分量串扰的目的。依据LiNbO3光波导相位变化规律对影响该串扰的交叉轴灵敏度和横向灵敏度比进行了分析,结果表明:该传感器的自然频率为3 500 Hz,响应频带为0~3 000 Hz,横向灵敏度比为0.11%。所设计的传感器具有较宽的频带和良好的线性频率响应特性,能够满足高精度地震勘探的要求。

温度漂移对水听器系统输出的影响是其实用化进程中的关键技术障碍。这主要表现在温度变化引起水听器探头背衬材料的胀缩和光纤折射率的变化。首先从弹性力学轴对称问题的准静态理论出发分析了背衬材料的应力特性，并用光弹理论及热应力理论分析了温度改变对光纤相位常数的影响，得出了温度影响干涉式光纤水听器光学相位输出的数学表达式。给出了温度变化对水听器光学相位输出影响的实验测量结果，得出了光学相位随温度变化的线性关系图，与理论计算结果吻合。

将外差干涉用于给定光学材料的光弹特性测量领域,提出了一种测定光弹性某些参数的新方法,并研制了一套气压加载装置用以测量不同应力下的折射率变化情况,通过实验给出了应力 折射率关系曲线,并对实验结果进行了分析。该方法测试方便,装置简单,可通过很小应力(1～2个大气压)获得折射率变化与应力的关系,折射率变化的测试精度可达8.4×10 -8。