构建了非厄米系统中的高斯光束传输模型，探究了宇称-时间对称（PT-symmetric）结构中奇异点附近的交叉偏振特性。研究表明，当系统状态位于奇异点附近时，交叉偏振分量呈现出类似于一阶厄米-高斯模式的双峰强度分布，而此时原偏振分量呈现出与单一圆偏振分量相似且垂直于交叉偏振分量的双峰分布。进一步调整入射光的偏振态，还可以观察到交叉偏振分量的显著旋转现象。此外，该系统在跨越奇异点的过程中，交叉偏振分量的旋转方向也会随之翻转，这为精密探测奇异点的位置提供了一条新颖的思路。最后，奇异点附近所存在的强交叉偏振效应也为增强光子自旋霍尔效应提供了理论依据。

理论研究了介质色散对钛宝石超短激光脉冲在氟化钡(BaF₂)晶体中产生交叉偏振波(XPW)输出特性的影响。通过数值模拟发现,考虑介质色散效应时,介质的色散效应使晶体中的XPW转换效率降低,产生XPW的脉冲宽度大于入射脉冲宽度的1/ 3,饱和光强增大。结果表明,当短激光脉冲驱动时介质色散对XPW产生的影响不能忽略。

基于相干偏振统一理论和广义惠更斯-菲涅耳原理,研究了准均匀(QH)光束交叉偏振度(SDCP)在广义大气湍流中传输变化规律,得到光场内不同空间点之间SDCP随距离演化特征.结果显示各点偏振度(DOP)在传输中变化一致的准均匀光源,在受湍流干扰后,不同距离点对之间SDCP变化随间隔大小呈现增大和减小两个趋势,使得在某一距离处,各点对之间交叉偏振度趋于统一值,而当传输距离继续增大时,不同空间点之间交叉偏振度又显示出明显区别.光场相干度以及光强相关性也有明显不同的变化特征.所得结果揭示了光场高阶统计特性变化之间的密切联系.SDCP反映的光强波动相关的物理内涵为自由或大气空间中关联成像或偏振光通信等应用提供了理论基础.

飞秒脉冲测量是飞秒激光技术中一项重要技术。介绍了最近出现的一种简单、高性能的飞秒脉冲测量新方法，即自参考光谱干涉测量法。对其研究现状和进展情况做了综述，并详细分析和比较了基于三种三阶非线性效应（交叉偏振波、自衍射、瞬态光栅）的自参考光谱干涉方法的优缺点，为以后相关的研究和应用提供一个综合性的参考。

交叉偏振图像不但可以反映样品的偏振敏感结构信息，而且可以更好地反映出样品浅表层的微结构。因此利用光学相干层析成像技术(OCT)获取样品的交叉偏振图像越来越受到人们的关注。在前人的基础上，实现了一种基于单模光纤的新型全光纤交叉偏振光学相干层析成像系统(CP-OCT)，该系统具有同时获得样品的交叉偏振信号和同向偏振信号的功能。详细介绍了CP-OCT系统信号的形成原理，并使用琼斯矩阵理论推导出交叉偏振信号和同向偏振信号的表达式。使用CP-OCT系统分别对玻璃片、中心波长为1310 nm的λ/4波片及在体皮肤进行成像，从实验上验证了全光纤CP-OCT系统具有同时获取样品偏振敏感结构与偏振不敏感结构信息的能力。

相干和偏振是统计光学体系中紧密联系的两个方面, 对激光的传输性质有重要的影响。介绍了相干偏振的基本理论, 尤其是以交叉谱密度矩阵为基础的相干和偏振的统一理论。分析介绍了当前该领域的研究热点: 偏振特性的传输变化、部分相干光散射理论、谱交叉偏振度(SDCP)和三维随机电磁光束。对相干偏振理论的相关问题进行了总结和展望。

Using numerical simulations, the nonlinear transmission performance of polarization-division-multiplexed quadrature-phase-shift-keying (PDM-QPSK) coherent systems is studied. It is found that inter-channel cross-polarization modulation (XPolM) induced nonlinear polarization scattering can significantly degrade the transmission performance of PDM-QPSK coherent systems and change the perspective of dispersion management in optical coherent transmission systems. Some techniques to mitigate nonlinear polarization scattering in dispersion-managed PDM coherent transmission systems are discussed, including the use of time-interleaved return-to-zero (RZ) PDM formats, the use of periodic-group-delay PGD dispersion compensators, and the judicious addition of some polarization-mode-dispersion (PMD) in the transmission link. It is shown that if nonlinear polarization scattering can be well mitigated, a polarization multiplexed optical coherent transmission system with dispersion management could perform better than that without it.

有效提高激光脉冲对比度是推动超短超强激光技术发展的一个关键问题。交叉偏振波(XPW)滤波技术基于非线性晶体的三阶非线性特性,可显著提高超短激光脉冲对比度。结合国际上有关XPW滤波技术研究的最新进展,介绍了XPW滤波特性及实验研究结果。最新研究结果表明,采用这种技术可以将超短激光脉冲对比度提高4个量级。内部转换效率提高到50%。

交叉偏振波(XPW)滤波是一种简单灵活的非线性滤波技术,可以极大地提高超短超强飞秒激光脉冲信噪比。介绍了XPW滤波器原理,通过数值模拟得到以下结论:输入光偏振方向与晶体的[100]轴的夹角β、相位调制(PM)、注入光强和晶体长度以及不同的空间光束分布都会影响XPW的能量转化效率。其中PM是造成能量转化过早饱和,导致最大转化效率降低的主要原因。同时注入光的初始二阶和三阶频谱相位会导致XPW脉冲形状畸变,谱宽窄化,中心频移,能量转化效率减小。为 XPW非线性滤波装置能够有效地提高超强超短脉冲的信噪比提供了理论依据。

仿真并分析了基于半导体光放大器全光偏振调制的双信道光传输系统模型.该系统分别利用两级半导体光放大器的交叉偏振调制效应(XPolM)，将两路独立的强度调制的抽运光变换到一路探测光的两个正交的偏振态上，实现双通道偏振复用的全光数据传输.首先对单个半导体光放大器的动力学过程进行了理论分析，数值计算了具有不同抽运光功率的半导体光放大器对探测光偏振态的影响，进而对双半导体光放大器偏振复用系统的调制/解调原理进行了分析，模拟仿真了双半导体光放大器的双通路偏振复用的调制及解调过程，仿真结果与实验结果相符.