研究了窄间隔脉冲串同步泵浦条件下，基于KGd（WO₄）₂（KGW）晶体的反斯托克斯光的产生。采用KGW晶体作为拉曼晶体，脉冲串皮秒激光器作为泵浦源，波长为1064 nm，脉冲重复频率为1 kHz。采用平平腔、平凸腔、凹凸腔三种结构分别作为同步拉曼腔，分别研究了三种腔结构下产生反斯托克斯光的阈值。实验证明，同步拉曼腔采用平凸腔、凹凸腔结构时，产生了阈值低于二阶斯托克斯光的反一阶斯托克斯光的低阈值输出和高阶反斯托克斯光输出，其中平凸腔结构下高阶反斯托克斯光的阈值更低。

基于包含四波混频效应的耦合非线性薛定谔方程,采用Hirota双线性方法得到了其4-暗孤子解,并数值研究了其传输特性。结果表明:通过调控参数,可以分别获得4-暗孤子、3-暗孤子及暗孤子-反暗孤子组合,但孤子间的相互作用依然是弹性碰撞。

硅基微环腔的结构参数、半导体特性和工艺形貌会对相关光子对输出重复频率产生重要影响。将晶体硅非线性损耗计入输出重复频率的仿真计算,推导出全通型硅基微环腔自发四波混频效应模型,并利用该模型研究了全通型硅基微环腔品质因数、微环腔半径、晶体硅自由载流子寿命等参数对输出重复频率的影响。结果表明,当外品质因数取值5×104, 抽运功率达到15 mW且继续升高时,输出重复频率反而降低;理想情况下微环腔半径越小,输出重复频率越高;对硅基微环腔相关光子对光源而言,提高输出重复频率的首选方案是降低自由载流子寿命。

采用最大峰值功率为50 MW的531.81 nm脉冲激光作为抽运光源,抽运长度为500 m石英单模光纤(SMF)产生受激非线性效应。基于非线性光学理论、光纤传输理论以及实验测量数据,研究了四波混频(FWM)效应对受激拉曼散射(SRS)光谱结构的影响,并给出了SRS和FWM效应在石英SMF中的传输模式。研究结果表明:在石英SMF中,FWM效应会诱导SRS效应的低阶斯托克斯光产生附加峰谱线,同时促使SRS的高阶斯托克斯光谱线产生光谱展宽效应,从而导致SRS的高阶斯托克斯光谱线发生频移。

提出一种稳定的波长间隔可调谐的双波长单纵模环形光纤激光器.在复合环形谐振腔中，采用由数字微镜装置（DMD）滤波器和两个不同长度的次级环形谐振腔组成的多重滤波的方式来选择激光器的工作模式.其中，DMD滤波器可以从掺铒光纤的自发增益谱中任意选择两个波长并将它们耦合进光路中；次级环形谐振腔作为模式滤波器，可以保证激光器输出单纵模激射；利用非线性光子晶体光纤（HN-PCF）的四波混频（FWM）效应，使激光器输出均衡平稳的双波长激射.在室温条件下，不用移动实验装置中的任何器件，通过将位置不同的光栅映射在DMD滤波器上来实现双波长间隔可调谐，调谐范围为0.165 nm到1.08 nm，调谐步长为0.055 nm.

为了解决基于太赫兹光解复用器-交叉相位调制效应全光异或门的三个问题, 即严格的同步要求；不能应用于输入信号为非归零码信号的情况；异或处理速率受半导体光放大器载流子速率限制.提出了一种应用于输入为开关调制信号, 利用太赫兹光解复用器结构, 基于半导体光放大器四波混频效应的全光异或门方案.该方案由于基于四波混频效应, 因此能从根本上解决基于太赫兹光解复用器-交叉相位调制效应全光异或门方案所存在的三个问题.通过理论分析介绍了该方案的原理, 并通过仿真分别实现了该方案对输入为40 Gbps, 归零码信号；80 Gbps, 归零码信号；10 Gbps, 非归零码信号的异或操作.三种输入信号对应的异或输出Q因子与误码率分别为11.7, 2.4×10-18；8, 1.1×10-10；22, 1.3×10-40.分析了太赫兹光解复用器主要组成元件参数, 以及温度起伏与色散效应对异或们输出信号质量的影响.理论分析与仿真共同验证了该方案对于解决基于太赫兹光解复用器-交叉相位调制效应全光异或门三种问题的可行性与有效性.