针对磁流体电流传感器同时受磁场和温度影响的特点，研究了基于磁流体的光学电流传感器，并搭建了测试传感器温度特性的实验系统。结果表明:在26 ℃~74 ℃范围内，由于磁流体热透镜效应引起的温度梯度和恒温水浴温度升高引起磁性纳米颗粒的布朗运动增强，所以随恒温水浴的温度升高，基于磁流体的光学电流传感器的透射率减小。

太赫兹片上系统是将太赫兹的产生、传输和探测都集中在一个几平方厘米的基片上,线宽及间距达到微米量级, 具有集成化程度高、系统尺寸小、稳定性好以及操作简便的特点, 有利于与微量样品检测技术相互结合。研究采用HFSS软件对共面波导和共面带状线两种太赫兹共面传输线进行了仿真计算, 通过优化传输线的宽度、长度、基底的厚度等关键几何参数确定出最佳的传输线结构;研究工作重点对太赫兹波段的共面带状线结构进行了设计和优化, 实现了在介电常数很小的BCB基底上的低损耗传输。所得到的最佳结构参数为线宽及间距均为20μm, 此结构为后续片上系统实物芯片的制作提供了参数依据。

为实现在中、远红外两个大气窗口的低透过率, 设计了一种基于六边形环状结构的双屏红外频率选择表面, 利用 CST电磁软件进行仿真分析, 发现该频率选择表面在 3～5 .m和 8～15 .m两个波段内的平均透过率低于 0.025, 实现了红外波段的双阻带; 采用等效表面阻抗和表面电流法分析了该频率选择表面的滤波机理, 发现不同极值点处由于屏间耦合或屏内单元间的耦合在谐振单元表面感应出对称分布的电流从而使散射总场增强, 形成增强型反射, 即比较理想的红外光阻带; 最后研究了电磁波的入射角度、极化方式以及介质层的厚度对频率选择表面传输特性的影响。

为实现在中、远红外两个大气窗口的低透过率, 设计了一种基于六边形环状结构的双屏红外频率选择表面(FSS), 利用CST电磁软件进行仿真分析, 发现该FSS在3~5 μm和8~14 μm两个波段内的平均透过率低于2.5%, 实现了红外波段的双阻带; 采用表面电流模式分析法和有效介质理论分析了该FSS的滤波机理, 发现不同谐振点处由于屏间耦合或屏内单元间的耦合在谐振单元表面感应出对称分布的电流从而使散射总场增强, 形成增强型反射, 即比较理想的红外光阻带; 最后研究了电磁波的极化方式、入射角度、介质属性以及结构参数对FSS传输特性的影响。结果表明该FSS具有良好的偏振稳定性和角度稳定性, 介质属性和结构参数对其传输特性有较大影响。

为实现中、远红外大气窗口的双波段低红外透过率, 设计了由 2层不同尺寸圆环单元构成的双屏红外频率选择表面(FSS), 仿真结果表明该 FSS在 3～5 μm和 8～12 μm波段形成两个平均透过率低于 5%的阻带。对 FSS表面电流分析的结果说明, 谐振单元表面感应出的对称分布电流使散射总场增强, 形成增强型反射, 而不同尺寸的谐振单元具有不同的谐振波长, 两层谐振单元共同作用形成了两个阻带。研究了入射角以及介质层属性(厚度、介电常数和损耗角正切)对 FSS传输特性的影响, 结果表明 FSS在两个大气窗口内具有良好的角度稳定性, 介质层介电常数对 FSS的传输特性有较大影响。

为了了解激光声在液体中的传输特性, 理论分析了激光声的传输特性, 并采用高速照相机、光纤MEMS水听器对激光声进行了实验研究, 利用小波变换对采集的不同位置上的激光声信号各级频谱特性进行了分析。结果表明: 激光声属于一种脉动球源, 激光声信号传输过程中幅度与距离成反比关系; 激光声的分析频带内存在明显的优势频率, 峰值频率稳定在3.1 kHz, 带宽稳定在3 kHz; 低频信号的能量占总能量的70%以上, 高频部分主要是噪声; 从功率谱波形分析看, 低频信号的强度幅值随时间、距离变化衰减较慢, 而高频噪声随时间、距离变换衰减较快。

应用传输矩阵法对含色散负折射率缺陷一维sinc函数型光子晶体的光学传输特性进行了研究。结果表明：含色散负折射率缺陷的sinc函数型光子晶体比含同样缺陷的余弦函数型光子晶体具有更宽阔的光子禁带；该光子晶体的禁带宽度随着介质层折射率nB(0)、nA(0)或半周期厚度的增大迅速收缩变窄，缺陷模消失；当光波入射角增大时，禁带宽度变宽，缺陷模与禁带一起红移；计算还发现该禁带结构对色散负折射率缺陷层的位置变动十分敏感；但是，缺陷层厚度的变化不会改变禁带的位置和宽度，此时缺陷模会随着缺陷层厚度的增大向着禁带中心移动。这些结论对一维函数型光子晶体的设计具有重要参考意义。

针对多因素影响下偏振光在散射介质中的一般传输特性，系统分析了入射光波长、介质厚度、粒子参数和入射光偏振态等物理属性对偏振光子传输特性的影响。采用蒙特卡罗方法，追踪每个光子的偏振态变化，通过统计分析偏振度变化曲线得到光经过多次散射后的斯托克斯矢量和偏振信息，并对偏振光在散射介质中的传输规律进行分析。仿真实验表明相对于波长比较大的粒子对入射光的偏振态改变较小；线偏振光能较好地保持自身偏振态；圆偏振光能够在较短时间内重新恢复自身偏振状态，粒子半径越大恢复能力越强，并且在向前传输的过程中其旋转方向会发生改变。

通过改变一个薄电介质层的折射率来研究其对金属电介质金属光子晶体（M-D-MPhC）强透射特性的影响。采用与CMOS工艺兼容技术制作了由折射率分别为[nd（SU-8）=1.6,nd（SiO2.1N0.3）=1.6和nd（SiO0.6N1）=1.8]组成的三个正方形晶格圆孔阵列M-D-MPhC结构，利用傅里叶变换红外光谱仪测量其透射光谱。实验结果发现，金SiO2.1N0.3金结构能够获得较强的光透射增强效果和较窄的透射峰，证明了M-D-MPhC强透射特性既与中间电介质折射率大小有关，又与其材料制作工艺差异有关。采用时域有限差分（FDTD）法模拟了在相同条件下折射率分别为1.6和1.8组成的M-D-MPhC透射光谱和电场强度密度分布，模拟结果较好地符合了实验发现。

利用液晶的折射率是温度和波长函数的特性,在光子晶体光纤(PCF)芯区的空气柱中填充向列相液晶,通过改变温度来改变液晶的折射率,构成了一种温度调制光子晶体光纤。用阶跃有效折射率模型研究了温度对这种光子晶体光纤在不同光波长时传输特性的影响,并进行了数值计算。结果表明液晶填充使光子晶体光纤的色散减小,由于折射率对温度和波长变化敏感,改变温度可以使光纤在长波长区域出现单模传输,在短波长时不会出现单模传输,即使包层相对孔径很小也不会出现无截止单模传输。温度升高使光纤的色散值增大,零色散波长向短波长方向移动。这些特性对温度调制光子晶体光纤器件的设计和应用具有一定的参考意义。