提出了一种通过改变晶体切割方向, 调控和提高锗酸铋晶体半波电压的方法, 可以显著扩大光学电压传感器的测量范围。使用电光效应耦合波理论, 分析了半波电压对晶体切割方向的依赖关系。晶体切割方向决定了锗酸铋晶体的通光方向和电场方向。分析结果表明, 当晶体沿[-2-0.5, 2-0.5, 0]和[0.219, 0.219, 0.951] 方向切割时, 可使半波电压提高为标准切割方向的5倍; 当晶体沿[0.140, 0.275, 0.951]和[2-0.5, 2-0.5, 0]方向切割时, 半波电压可提高至12倍。讨论了光传播方向对半波电压的影响, 锗酸铋晶体采用标准切割方向, 光路角度偏移在±0.05π范围内时, 半波电压的变化量小于0.06%。该半波电压调控方法同样适用于其它电光晶体。

提出周期极化铌酸锂晶体电控宽带光栅，并利用耦合波理论，推导出电控光栅的衍射光光强分布解析表达式。数值结果表明，该电控光栅的衍射光谱可被外加电场调控。在310 V 的外加电压下，1.21~1.83 mm 波段的1 级光衍射效率达到60%以上，在1.5 mm 的1 级衍射光衍射效率为70%；而在165 V 的外加电压下，0.68~0.92 mm 波段的1 级光衍射效率达到60%以上，在0.8 mm 的1 级衍射效率为81%。该电控光栅响应时间短，故有望在高速光开关、波分复用器或调制器方面有重要应用。

系统研究入射光为不同偏振态时的准相位匹配线性电光效应。在准相位匹配条件满足时, 若入射光为线偏振光, 则o光与e光能够彻底耦合, 出射光仍为线偏振光, 且其偏振方向可以通过外加电场调节到任意角度; 若入射光为椭圆偏振光, 则o光与e光不能彻底耦合, 输出光为与输入光同椭圆率的椭圆偏振光, 其椭圆方位角可以通过调节外加电场旋转到任意角度; 若入射光为圆偏振光, 则o光与e光之间没有能量耦合, 输出光仍为圆偏振光。准相位匹配条件满足的线性电光效应在保偏的偏振旋转器中有重要应用。在准相位匹配条件不满足时, o光与e光由于相位失配而没有能量耦合, 输出光的偏振态取决于o光与e光的初始相位差和双折射(自然双折射和电光双折射)引起的附加相位差, 特别是极化占空比为0.5时, 电光效应引起的双折射总效果为零。

提出一个基于级联铌酸锂泡克耳斯效应的偏振转换器。偏振转换器由3个附有横向电极的铌酸锂晶体组成,通过调节3个外加电场可以将任意偏振态的入射光转换为任何想要的偏振态的光输出。利用线性电光效应的折射率椭球和耦合波理论研究入射光通过偏振转换器的偏振态变化,并举例说明偏振转换器如何将某一椭圆偏振光转换为任意偏振角的线偏振光、右(或左)旋圆偏振光和任意椭圆率的椭圆偏振光。

利用LiNbO3晶体电光系数之间的关系，提出一种全新的温度不敏感偏振无关电光调制器。该调制器采用2块LiNbO3晶体紧密相贴的结构，2块晶体加同一横向电压，电极设计和制作相当简单，无偏振片，无偏振损耗。采用线性电光效应的耦合波理论对光在调制器中的传播进行研究，理论计算表明：光通过调制器后，其输出强度不依赖于入射光的偏振状态；另外，数值计算结果表明：当温度在-20℃到60℃之间变化时，调制器输出光强的扰动不超过1.5%。

提出一种全新的偏振无关强度调制器设计原理．这种调制器只需要一个电光晶体，不需要辅助偏振片，电极设计和制作相当简单．采用线性电光效应耦合波理论对光在调制器中的传播行为进行详细的研究，经过理论计算，发现光通过调制器后，出射的调制光强不依赖于入射光的偏振状态．最后，以4mm晶系中的SBN和KNSBN为例，给出调制器在横向应用时电光晶体优化切割方案．

利用线性电光效应发展出一种新的、高准确度的微小转角测量法．根据W．L．She等人提出的线性电光效应耦合波理论，求得出射光强与入射光强比值(即出射率)对入射光方向的依赖曲线，利用该曲线，通过测量出射率可以确定入射光的方向．并根据此原理，设计了一套简单的装置，该装置可以测量出物体微小转角的变化量，同时测量范围及准确度都可通过外加电场和入射光波长加以调节．对此微小转角测量法作了理论分析，在LiNbO₃器件上，得到测量范围大于3′，准确度为3．5″的设计结果．

利用线性电光效应的耦合波理论,对单轴晶体铌酸锂电光调制器的温度特性进行了研究。通过计算机进行数值计算,详细分析出射光光强随入射光方向、温度的变化关系。发现在某些入射光方向上,出射光光强不随温度的变化而变化,并且在该方向附近,角度在一定范围内是可调的,温度的稳定性可以保持。进一步还发现,当极角θ固定在0°,方位角在0～π/2,温度在243～343 K范围内变化时,调制器的温度稳定性相当好；另外,当固定在π/8,θ在0～0.0032π范围内变化时,调制器的温度稳定性也很好,出射光强对入射光强之比几乎不随温度而变化。这一结果表明,可以通过调节入射光的方向来保证调制器的温度稳定性,而这些方向是可利用线性电光效应的耦合波理论计算得出的。