现代光网络需要满足高速、大带宽，大容量传输技术。基于反谐振反射光波导机制，提出一种偏振保持（PM）空芯光纤。光被正交方向上厚度不同的4个套管限制在空气芯子中来实现有效的PM传输。为了实现提高PM性能的同时降低传输损耗，研究了套管中反谐振层的数量、套管厚度、空气芯子尺寸以及正交方向上相邻两个套管之间距离的影响。数值仿真结果表明，所提出的反谐振空芯光纤在1550 nm处支持两种正交偏振模式，HE_11x和HE_11y模式的双折射为1.2×10^-4，传输损耗分别为0.002 dB/m和0.013 dB/m。此外，在1425~1725 nm（带宽为300 nm）内，光纤的双折射不低于1.0×10^-4，传输损耗在0.002 dB/m~0.185 dB/m范围内，色散值低于45.51 ps?nm^-1?km^-1)。同时，由于采用空芯结构的设计，光纤具有较低的弯曲损耗。所提出的光纤在需要短距离，大容量和低时延传输的数据中心和金融网络系统等领域具有较好的应用前景。

使用柱坐标的传输矩阵法计算并分析了在反谐振反射光波导(ARROW)型垂直腔面发射激光器(VCSEL)中，不同的第一包裹层厚度对应的基模和一阶横模的侧向辐射损耗。与传统平板近似的方法相比，该方法更为精确地计算出了损耗的值，同时更为详细地表明了损耗随第一包裹层厚度变化的规律。并且指出第一包裹层的最佳厚度并不一定是传统认为的使基模得到反谐振效果即侧向辐射损耗最小时的值，而需要综合考虑基模和一阶模的侧向损耗。这对ARROW型VCSEL的设计具有重要的指导意义。

为了寻找到性能更好、灵敏度更高的光波导传感器，在传统反谐振反射光波导结构的基础之上，提出了一种新型反谐振反射光波导传感器，对其反射率和传输损耗进行了模拟，并计算了它的灵敏度。结果表明，与传统表面均匀传感型反谐振反射光波导传感器相比，新型传感器直接将待测的样品作为波导层并且采用了周期结构的反共振层，使大部分光束集中在样品中传播，从而降低了传输损耗，提高了传感器的灵敏度，为波导传感器的制作提供了一定的数值参考。