双晶匹配电光Q开关能够利用晶体的最大有效电光系数，大幅降低半波电压，具有重要的应用价值，但其消光比易受多种因素的制约。系统分析了影响双晶电光Q开关消光比的各个因素，建立了包含光学不均匀性、晶向偏离、两晶体温度变化、长度偏差及温差等参数的系列相位延迟公式，由此分析计算了各因素的容差范围。结果表明：光学不均匀性、两晶体的长度偏差和温差是影响消光比的关键因素；当仅考虑单一变量时，消光比与此变量的平方成反比；同时，晶体长度对消光比也有显著影响，当光学不均匀性、晶向偏离、温差一定时，消光比与晶体长度的平方成反比。制备了两种不同尺寸的双晶钽酸锂电光Q开关，实验证实长度较短的Q开关的双晶匹配质量更好，消光比更高，其消光比主要受光学不均匀性的限制。研究结果可为高消光比双晶电光Q开关的研制提供重要指导。

全光调制器在全光信号处理和通信等全光应用中起着重要的作用。主要研究了基于MoS2-PVA薄膜实现的全光调制器。此外, 也验证了WSe2-PVA薄膜也可实现全光调制。该器件利用热光效应, 结合偏振干涉实现了全光调制, 得到了长时间稳定输出的调制信号。将980 nm的脉冲信号作为控制光, MoS2或WSe2吸收光产生热量, 使薄膜的折射率发生改变, 从而改变1 550 nm信号光的偏振态, 实现980 nm控制光对1 550 nm光的调制。得到的MoS2-PVA薄膜全光调制器的上升沿时间为526 μs。

本文提出了一种光控太赫兹开关, 该开关采用覆盖单层石墨烯的十字金属谐振器超表面。利用石墨烯表面电导率模型和有限元法计算了这种复合结构的光谱特性。模拟结果表明, 在02 W/mm2的光泵浦后, 传输谱(调制深度为368%, Q-因子为250)出现了窄带共振衰减现象。另外, 这种衰减的调制深度可以通过改变泵浦强度微调节。因此, 光学可调谐太赫兹开关的设计将有助于太赫兹通信应用的功能组件开发。

在考虑传输损耗的基础上,用解析的方法详细分析和优化了平板波导中切伦科夫型级联二阶非线性效应引起的基波非线性相位移动和基波功率的变化,结果表明,基波非线性相位移动和基波功率变化对波导参数和光波波长有强烈的依赖关系.另外,即使不引入周期畴反转,只要对波导厚度和入射光波波长合理选择,就可以在基波功率消耗很小的情况下得到相当大的基波非线性相位移动(>2π).不引入畴反转可以避免制作高质量反转结构的技术困难,对该结构在全光开关器件中的实际应用有重要的价值.

用解析的方法详细讨论了平板波导中的切伦科夫型级联二阶非线性效应引起的基波非线性相位移动和基波功率的变化.结果表明,通过选择合适的反转周期,可以得到相当大的基波非线性相位移动(大于π).由于切伦科夫型非线性器件结构比准相位匹配器件具有更大的容差,并且基波和谐波自然分离,切伦科夫型级联二阶非线性效应引起的基波非线性相位移动在全光开关器件中有着重要的应用.