平行排列向列相液晶盒基板表面锚泊能可以影响液晶盒内液晶分子指向矢的分布，光学上将导致液晶导模结构的变化。为了研究基板表面锚泊对液晶全漏导模的影响，首先基于液晶弹性理论推导了液晶指向矢在外加电压下满足的平衡态方程，随后由差分迭代方法数值计算液晶指向矢。最后，基于液晶多层光学理论推导了液晶导波反射率和透射率公式，并通过数值计算得到了平行排列向列相液晶全漏波导反射率Rss随内角变化的理论曲线。计算结果表明，相对于强锚泊情形(1×10-3 J/m2)，不同锚泊能强度(5×10-5 J/m2~1×10-3 J/m2)下的理论曲线会发生左移现象，移动距离与锚泊能强度有关。由曲线移动的距离可以确定液晶盒基板表面锚泊能的强度。该研究为进一步利用光导波技术测量液晶盒基板表面锚泊能强度提供了理论依据。

液晶盒电容的大小与外加电压的数值相关。当液晶的温度发生变化时, 即使施加的电压值一定, 液晶盒的电容也会发生变化。为了研究温度的影响, 采用交流电桥的方法对灌注5CB液晶的平行排列向列相液晶盒电容进行了实验测量, 并由精密热台(LTS350, Linkam)控制液晶盒的温度, 得到了不同温度下液晶盒的电压-电容特性曲线。由此可以看出: 在大于阈值电压范围内, 同一电压下液晶盒电容随温度的升高逐渐增加, 并且曲线的斜率逐渐减小, 说明液晶向各向同性态转变。此项研究对进一步分析液晶材料的介电常数有一定的指导意义。

采用紫外光聚合分离法使混合体系(可光聚合单体/液晶/光引发剂)产生相分离，制备了以双官能团丙烯酸酯为基体的反型聚合物网络液晶膜材料。采用液晶光电测试仪测试了光引发剂1-羟基环己基苯甲酮(IRG184)浓度和不同种类液晶盒如平行盒和反平行盒对反型PNLC液晶膜的电光性能的影响。研究结果表明，当光引发剂IRG184浓度为02%时，采用双官能团丙烯单体材料作为可光聚合单体，选择光学各向异性和介电各向异性适当的向列相液晶D5，混合搅拌均匀以后灌注于盒厚7 μm的反平行排列液晶盒中，在光强为18 mW/cm2、波长主要为365 nm的紫外光下，温度控制在25~30 ℃使其聚合，所得反型PNLC膜的电光特性曲线最佳，如阈值电压、工作电压等特性最好，并对研究结果进行了相关的讨论。

研究了带偏置电压的向列相液晶盒结构中在激光脉冲作用下的分子转动动力学模型。结果表明, 入射光脉冲的宽度远大于1 ps时, 光脉冲诱导液晶分子重取向过程可用德拜弛豫过程描述。弛豫时间常数与液晶盒厚度的平方成正比, 和液晶的弹性常数成反正。弛豫时间常数依赖于液晶横向位置, 预偏角的范围在0~0.4 rad之间变化时, 不同位置的时间常数相差较大, 可在一个量级之间变化; 预偏角在0.4~π/2 rad时, 时间常数基本不变。弛豫时间常数还受偏置电压控制, 1.2～10 V偏置电压时液晶盒中心处的弛豫时间常数在10 ms~10 s变化, 变化范围可达3个数量级。

在外加电压作用下, 液晶的有效介电常数会发生变化, 导致液晶盒电容的改变, 由于液晶盒本身可以看作是一个电容器, 因此随着外加电压的不同其电容是可调的。基于液晶弹性理论和变分原理, 理论推导强锚泊平行排列和混合排列向列相液晶盒电容的解析表达式, 数值模拟得到了液晶盒的电容-电压曲线。通过数据分析, 两种液晶盒的电容特性存在一定的区别, 尤其在较低电压时为了获得较大范围的可调液晶电容器, 平行排列盒选择弹性常数κ较小且介电各向异性γ较大的液晶材料; 而混合排列盒选择弹性常数κ较大且介电各向异性γ较大的液晶材料。高压时两盒的选择是一致的。

全光缓存器能够在光域内对数据包进行缓存,解决数据包在节点的冲突。提出了一种新型可擦写的全光缓存器,该缓存器以半导体光放大器(SOA)为非线性相移器件,利用信号光和控制光在半导体光放大器中的交叉相位调制实现信号在光域内的 “写入”和“读出”。在注入信号峰值功率相同的条件下,双半导体光放大器结构的采用还可以对信号光实现功率补偿,比利用单个半导体光放大器进行“写入/读出”控制延长了缓存时间,并能有效克服在数据包”写入”缓存器时造成的输出端口处信号光的泄漏。该缓存器顺利实现了2.5 Gb/s数据包的多圈缓存。

设计了一种新型的平行排列液晶相位调制器(LC PM)，可在纯相位的模式下进行相位调制，研究了液晶相位调制器的光学特性，理论上给予了分析．对畸变波前进行了调制，在1cm²的校正面积上，调制后的准确度PV(peak to valley)值接近λ／15(λ=0．6328μm)，RMS(Root Means Square)可达到λ／100，斯特列尔比SR(Strehl Ratio)达到0．989．改变了传统的扭曲向列液晶器件难于进行纯相位调制和得到高准确度调制的缺点，达到了理想的效果．

提出了一种新型的基于3×3平行排列耦合器的全光光开关。此种光开关具有两个独立的输出端口且具有极好的偏振稳定性，消光比可达20dB。介绍了其工作原理，详细分析了信号光强度、控制光强度、光纤长度及耦合器分光比偏差等因素对各端口消光比的影响。比较了不同种类和长度光纤环的开关性能，首次得到了耦合器分光比偏差对消光比的影响曲线。

研制了平行排列液晶空间光调制器(LC SLM)。论述了平行排列液晶相位调制的理论,进行了计算模拟。对液晶空间光调制器相位调制特性和振幅调制特性进行了测量,实验结果表明,在整个灰度级范围内是纯相位调制的空间光调制器,并且调制的范围可达到0.6λ。在ZYGO菲佐干涉仪上进行了精度特性的研究,得到了非常好的结果,在1 cm2的面积上,进行了畸变波前的调制,其精度峰谷值可达0.098λ,均方根值可达0.017λ。在此精度的基础上产生了π相位差的栅结构,证明了这种液晶空间光调制器可以很好的进行相位调制。

平行排列3×3单模光纤耦合器在光开关、光缓存器、光谐振腔、光滤波器等方面有很重要的应用,偏振态的演化和波长特性是耦合器应用中的关键问题.利用模耦合理论对平行排列3×3单模光纤耦合器的输出性能进行了详细分析,得出了光纤引线对耦合器的输出偏振态演化起主要作用,而耦合区的影响则比较小;通过理论推导模耦合系数,分析了耦合器的分光比随波长的变化关系,得出了输出分光比比较稳定的耦合器所需要的合适芯间距(对于我们研制的为12.5 μm).并采用可移动火焰实际研制出了具有长耦合区的平行排列3×3单模光纤耦合器,测试表明输入光波长在1.500～1.575 μm范围内变化时,耦合器的输出分光比变化不大,理论与实验结果基本相符.