为了说明线性啁啾光纤光栅能成为色散补偿技术发展的重要方向, 介绍了一种光纤光栅的耦合模理论模型, 提出了用于色散补偿的自构变迹函数线性啁啾光纤光栅, 并对线性啁啾光纤光栅与用于色散补偿的高斯变迹函数线性啁啾光纤光栅的反射谱及时延特性进行了数值仿真。仿真结果表明, 自构变迹函数下的线性啁啾光纤光栅对光纤色散具有更好的补偿效果。

针对无人机测控应用设计了一种S波段窄带带通体声波(BAW)滤波器，其技术指标为：中心频率2.46 GHz，带宽41 MHz，带内插损大于-3 dB，带内纹波小于1 dB，带外抑制小于-40 dB@2.385 GHz和2.506 GHz。采用Mason模型设计了BAW滤波器中各薄膜体声波谐振器(FBAR)的叠层结构；使用变迹法设计了各FBAR(电极)的形状；采用一种自行开发的自动布局方法得到紧凑的BAW滤波器布局；建立了BAW滤波器的声-电磁协同仿真模型，通过这种高保真的多物理场仿真方法对设计结果进行了性能验证。该设计流程是通用的，并且有两个特点：采用声-电磁协同仿真方法对设计阶段的BAW滤波器进行最终性能检验，可以及早发现并拒绝1D Mason模型过于乐观的设计；滤波器布局设计中采用了一种新的自动化布局方法，大大简化了在此阶段的反复尝试工作，也为声-电磁协同仿真模型输出了必需的面内结构信息。

为了快速准确地获取火炮发射时炮管的瞬态温度场信息, 设计了基于变迹-啁啾光纤光栅传感器的瞬态测温系统。 系统采用啁啾光纤光栅实现对回波光的带宽调制, 从而使回波光带宽大幅提高, 大大增加了系统带光栅传感器数量及回波光能量。 在分析了五种常见变迹函数切趾性能的基础上, 系统采用超高斯函数形式完成对回波信号的切趾处理, 有效地抑制了由于啁啾调制所造成的旁瓣增大以及光谱抖动, 使系统符合瞬态温度测试的设计要求。 实验采用调制范围1 532.0～1 548.0 nm的变迹-啁啾光栅传感器, 并在炮管上均匀缠绕, 共50个测试点位。 针对某型火炮发射时炮管的瞬态温度进行测试, 实验数据与WRP-130S型高速温度探测器的测试结果比较。 实验结果显示, 该系统与WRP-130S型探测器测温结果相近, 平均误差小于2%, 在温降平稳区优于1%。 测试结果中, 温度-波长数据满足1 ℃约引起0.041 3 nm（均值）的波长偏移。 该系统在一次采集过程中可获得50个独立位置的瞬态温度, 大大提高了炮管温度场重建的效率。

优化设计了一种双环变迹镜。该变迹镜由同心的，交替排列的透光圆环和不透光圆环组成，经过双环变迹镜调制的光波入射至光学接收系统，后经光学成像系统将所接收的光波成像聚焦，数据采集与处理系统对电流信号进行采集和处理，得到沿测量路径的等晕角。这种变迹镜相对于国内现有的单孔径变迹镜，能够在所有高度很好的模拟孔径滤波函数W(z)≡cz5/3，所得等晕角相对误差明显较小，可以实现对等晕角的高精度测量。

等晕角是反映大气湍流特性的重要参数之一，对自适应光学系统设计和补偿效果分析有着重要的作用。介绍了一种新型的三环结构变迹镜，并将其应用于高精度等晕角测量。给出了测量原理和实验测量方法，进行了夜间等晕角的测量。理论推导结果表明：利用三环结构变迹镜对光强调制，能够很好地拟合大气湍流随高度分布的加权特性，并提高等晕角的测量精度。测量结果表明：西安城区夜间的等晕角变化范围为5~10 μrad，与同纬度地区的等晕角值比较一致。针对现有实验系统存在的问题提出了改进方案。

基于光波导理论和传输矩阵法, 研究光纤包层被完全腐蚀后的高斯变迹光纤布拉格光栅(FBG)在非均匀外部介质环境下的反射谱特性。仿真过程中, 分别考虑高折射率区(1.43~1.45)和低折射率区(1.33~1.36)两种情况, 同时假设该非均匀外部介质折射率(SRI)呈不同的线性函数分布。仿真结果表明, 高斯变迹FBG的谱带宽、谱强度特性与SRI沿光栅轴向的线性分布梯度密切相关。随着SRI梯度增加, 反射谱的3dB带宽也逐渐增加, 此时高、低折射率区的梯度灵敏度分别为3.775×103nm·mm/riu和3.72×103nm·mm/riu。研究结果对高斯变迹FBG用于生化传感领域的非均匀介质测量具有一定意义。

基于非线性耦合模方程组（NLCME）的解析孤子解, 讨论了均匀布拉格光栅（FBG）中慢光栅孤子（GS）的存在性。利用双曲正切中间变迹光栅中的NLCME, 引入非相对论-绝热-准量子近似法, 将光栅孤子作为一个低速运动且能量守恒的整体进行分析, 得到了孤子的轨迹方程。对反射孤子、低速孤子和静态孤子三种情况下的速度、位移分别进行数值计算, 分析了变迹光栅孤子的速度可控性。对孤子时延进行的数值仿真表明, 50 m的变迹光栅中可产生2000 ns的时延, 平均速度仅相当于均匀光纤中的0.1倍。讨论了光栅参数和脉冲初始参数对速度、位移和时延的影响。研究结果表明：在变迹光栅中, 选取合适的光栅变迹函数和初始脉冲, 可得到速度在0～c/n之间的任意孤子, 产生需要的时延大小, 从而实现孤子光缓存。

利用相干耦合非线性薛定谔方程,研究了激光脉冲在升余弦变迹布拉格光纤光栅中传输时,在反常色散区和正常色散区所产生的调制不稳定性。结果表明在反常色散区和正常色散区都能产生调制不稳定性; 在反常色散区,当输入功率达到一定数值时,产生明显的规律性增益谱; 在正常色散区,在产生调制不稳定性功率区域,调制不稳定性存在并从给定值一直持续到无穷; 在反常色散区和正常色散区,增益谱都受到升余弦变迹函数的制约。

提出了一种采用光纤光栅滤波器获得具有一定间隔双波长成分的光脉冲光谱实现毫米波副载波光信号产生的方法。利用逆工程算法,设计了一种变迹叠栅(Moiré)光纤光栅滤波器,给出了相应的模拟结果；并在实验上初步制作了相应的光纤光栅滤波器,验证其可行性。同时基于所设计的光纤光栅和波分复用技术,提出了一种频移键控光纤无线通信系统Radio Over Fiber系统,为下一代的高速大容量的光纤无线通信系统系统提供一种可行的备选解决方案。