提出了一种可在铌酸锂上利用光刻及钛扩散方法实现高阶可调谐的布拉格波导光栅结构，并对其相关特性进行了分析。分析了占空比、光栅阶数、波导宽度差及外加电压对高阶布拉格波导光栅反射谱特性的影响。结果表明,折射率调制度、最大反射率与零值带宽均随占空比呈周期性变化，中心波长随占空比的增加向长波方向漂移。在各阶光栅均取最佳占空比时，折射率调制度最大;随着光栅长度的增大，最大反射率增大而零值带宽减小。随着波导宽度差的增大，最大反射率及零值带宽均增大，中心波长向长波方向漂移。当外加电压增加时，反射谱谱线形状几乎不变化，中心波长会向长波方向漂移，且呈线性增长趋势。

提出了一种基于白光干涉原理的钛扩散铌酸锂(LiNbO3)集成光学相位调制器尾纤偏振串音测量方法，分析了白光干涉仪输出干涉信号与集成光学芯片和保偏尾纤对轴角度、偏振器起偏角度之间的关系。仿真结果表明：白光干涉仪输出的干涉包络与相位调制器的耦合点存在一一对应的关系，干涉包络的峰值反映了相位调制器的尾纤偏振串音。利用白光干涉仪对某型钛扩散LiNbO3集成光学相位调制器的尾纤偏振串音进行了实际测试，干涉图样中产生了与耦合点位置对应的干涉峰；常温下其输入、输出尾纤偏振串音分别为-34.5 dB和-23.3 dB；在-40 ℃～60 ℃范围内，尾纤偏振串音随温度升高而减小。实验结果验证了测量方法的可行性。

基于钛扩散铌酸锂(Ti∶LiNbO3)波导的集成光学电光调制技术的干涉光谱仪是Ti∶LiNbO3调制器的一种崭新应用, 一般应用的探测光谱区间是在波导的单模区间。为拓宽探测波长范围至多模传输范围, 以x向切割, y向传输。以共面对称电极的Ti∶LiNbO3波导电光调制干涉器(器件长度60mm)为例, 模拟了多模传输时电光调制系数的模式色散现象。数值模拟中采用了有限差分方法(FDM)。分析表明, 在多模传输情况下, 光的各阶模式的光场分布差异导致了电光调制系数的模式色散; 在对经线性扫描电压调制后的干涉输出数据进行傅里叶变换谱分析后, 可发现对应波长的各阶传输模式谱。实验采用0.808μm单模偏振光源, 在激励起准TE多模式和激励起混合模两种情况下, 验证了数值模拟和分析的结果。

针对微透镜制作采用的球透镜研磨,多组分玻璃基板离子交换,结晶化玻璃基板光热法,本文提出非球面消球差双凸波导透镜设计、制备及参数测试方法。该方法根据集成光学原理,研制了一种非球面消球差双凸波导透镜。该透镜数值孔径大,放大倍数高,接近衍射极限,采用光刻、复制工艺,结构简单,一致性好。实验结果表明,NA=0.35,β=6.932,光强分布与理论值一致,达到设计要求。

从亥姆霍兹方程出发,得到了各向异性光波导在弱导近似下的耦合模理论.耦合系数包括偏振耦合项和双折射耦合项.并用马卡提里近似下的模式作为零级近似.用一级微扰法计算了折射率渐变分布的钛扩散铌酸锂矩形波导的传播常数.在给定参数的情况下,得到双折射项引起的传播常数的改变约为主微扰项的3%,因此双折射耦合对钛扩散铌酸锂矩形波导的性能影响不可忽略,这对设计和分析与它相关的光波导器件具有指导意义.

提出了用扩钛和质子交换相结合的方法在x-切,y-传的LiNbO3衬底上制成TM通集成光波导偏振器的新方案,即在扩钛波导两侧的适当位置引入锯齿形的质子交换区。用二维BPM法分析了这类新型偏振器的消光特性,给出了质子交换区几何形状以及质子交换区与扩钛波导之间的间隙对TE波消光比的影响,给出了数值分析结果,并得到了优于23dB的实验结果

利用变分方法对钛扩散c切Nd：LiNbO3波导激光器的1085和815nmTM导模和有效折射率进行了分析．计算了几个低阶TM模式的模场尺寸和相应的有效折射率随波导制备参数(初始钛条宽度W,扩散温度T和初始钛条厚度H)的变化关系,讨论了波导的单模条件和截止条件．所得理论结果与以前所报导的实验数据进行了比较．

采用光束传播法(BPM)计算了交叉型TE/TM模分离器的偏振串音(crosstalk)。通过结构参数的优化,理论计算的偏振串音为-23.7 dB(TM)和-22.8 dB(TE)。同时制成相应的器件,测试结果表明,理论计算与实验是一致的。