负折射介质自从被实验实现起就因其所具有的新奇特性而引起了广泛的关注和研究。综述了通过手征方法实现负折射的研究进展，通过对手征负折射理论、 手征结构的模拟计算和实验研究的概述，显示了用手征方法实现负折射的特点和优势，展现了该方法的潜在应用前景。

考虑到配体离子的自旋－轨道耦合作用对光谱和电子顺磁共振谱的贡献不可忽略，采用3d1离子在四角对称下基于双自旋－轨道耦合模型的高阶微扰公式和晶场 理论公式，理论计算了LiHSO4:VO2+晶体的光谱和电子顺磁共振(EPR)参量g因子g‖、g⊥和超精细结构常数A‖、A⊥。 计算结果与实验发现能很好地符合。由于晶体中过渡金属离子中心的EPR参量与其缺陷结构紧密相关，理论计算还获得了V4+杂质中心缺陷结构的信息。对理论 结果的合理性进行了讨论。

针对语音识别实际应用过程中的噪声问题，给出了一种新的抗噪声的特征提取算法，即先利用小波变换将语音信号进行小波子带分解，再根据人耳的听觉掩蔽效应， 由谱压缩的技术，将小波变换后的子带语音信号进行压缩，从而提取其对应的语音特征。通过MATLAB软件建立实验平台，仿真实验结果表明该语音特征可以在噪声 环境下得到较高的识别率。新的特征参数即充分利用了小波的抗噪声特性又有效地降低了语音识别中的训练环境和识别环境间的失配，具有抗噪声的特点。

耦合谐振子是量子光学中的重要问题之一,许多实际物理问题的解决都依赖于 耦合谐振子的模型, 因此研究耦合谐振子求解的简便方法显得十分必要。运用数学上二次型正交化理论构造了一个形式上的变换矩阵, 使既有坐标耦合又有动量耦合的各向异性n维耦合谐振子的 Hamiltonian 对角化,求出了其本征值。并应用此方法求解了 三维耦合谐振子的本征值,验证了该方法的正确性。由于该方法不需要求出变换矩阵的具体形式,使得运用此方法求 解具有对称形式的Hamiltonian的本征值问题变得简单、易计算出结果,该方法更具有普遍性,是一种十分有效的代数方法。

报道了高重复频率全光纤被动锁模飞秒激光产生的实验研究,采用全光纤环形腔结构和非线性偏振旋转可饱和吸收被动锁模机理实现了100 MHz级掺铒光纤锁模飞秒激光的稳定运转,最高重复频率为99.91 MHz,光谱带宽为25nm,中心波长为1570nm, 脉宽最短为194fs,实验同时研究了在不同重复频率下的全光纤被动锁模激光器运转动力学特性。研究为高重复频率飞秒光纤激光器在光频梳产生技术中的应用提供了高集成、高稳定超快光源技术途径。

基于Fraunhofer标量衍射理论，计算了按圆周形排列的6束光纤激光相干合束的远场光强分布，并对其能量集中程度进行了讨论。分析表明合成光束的远场光强分布可等效于若干平面波干涉结果与单束衍射包络之积，当单元激光器所排列的圆周直径在5倍单元激光束腰宽度以下的时候，合成光束将有超过90%的能量落在单元光束 的86.5%能量圆以内。结论指出适当选择单元激光器的排列间距可以控制能量的集中程度，甚至使合成光束的能量集中度优于原单元激光器产生的高斯光束。

对Er-Yb共掺磷酸盐玻璃波导激光器进行理论研究，弄清Er-Yb能量传递的作用。利用重叠积分方法，对Er-Yb共掺系统的速率方程及激光器中信号光和泵浦光的 传输方程进行求解，在980 nm的泵浦光作用下对光波导激光器中Er-Yb能量传递过程的影响做了详细研究，讨论了Yb-Er能量传递对激光器的增益和输出特性的影响。 计算结果表明:Yb-Er能量传递对激光器的增益和输出功率的影响不明显。Yb3+离子在Er3+-Yb3+共掺系统中起化解Er3+离子“团簇”、提高泵浦效率的作用。

半导体激光器 (LD) 驱动电源的性能是影响其工作特性的重要因素,提高LD驱动电源性能的研究具有重要意义。 提出了一种新型的基于现场可编程门阵列 (FPGA) 技术的半导体激光器驱动电源设计方案,该方案以 FPGA 为控制核心, LD 驱动 电源的 AD/DA 转换、温度 PID 控制、恒定电流驱动、LD 保护及人机交互等功能模块电路均在 FPGA 的控制下协调工作。设计并实现了 基于 FPGA 的 LD 温度控制与电流驱动电路,测试结果表明当 LD 的工作温度在 20℃~30℃时,其工作温度稳定度 优于±0.03℃, 驱动电流的恒定度达到±0.1%。

提出了在量子点与腔相互作用系统中，利用双拉曼过程来实现非常规几何量子逻辑门方案。在本方案中，所有的演化本身与腔场态无关，因而对热场是不敏感的。 在总位相中既包含有几何位相,又包含有动力学位相,但它的确仅依赖于量子态演化的整体几何特征。通过调节耦合常数和失谐量来选择所要的量子控制门， 在实际的操作中不需要考虑消除动力学相位问题,因而易于操作，且避免因消除动力学相位引入的误差。

讨论基于微弱相干脉冲的相位差分量子密钥分发系统,综合分析系统的安全性问题,给出了密钥生成效率表达式。分析诱惑态对 相位差分量子密钥分发系统安全性的影响,并给出了结合诱惑态后的密钥生成效率表达式。分析结果表明,结合诱惑态的相位差 分量子密钥分发过程不再受到分光子攻击和序列攻击的威胁,其密钥分发效率与 Hoi-Kwong等提出的诱惑态的表述结果 一致。实验数据显示,结合诱惑态后的相位差分系统,其安全传输距离得到了进一步提高,量子密钥分发效率提高了约1个数量级。

基于量子一次一密和量子密钥分配，提出了一种在签名及验证过程中没有仲裁参与操作的量子签名协议。在签名过程中，将消息转化为量子比特，在量子比特上进行签名并附上和消息相关的身份信息。签名消息的传输文件采用帧结构的形式，在验证过程中，通信双方完全读取帧文件内容需要相互确认身份，并留下与消息相关的身份信息，因此满足了签名协议的不可否认性。

利用一个两体最大纠缠相干态作为量子通道，通过线性光学器件实现了连续变量纠缠态的纠缠交换方案。采用分束器和相移器这两种线性光学器件， 借助量子隐形传态的思想，实现了三体纠缠相干态的纠缠交换，这一纠缠交换只有一种测量过程是失败的，但几率很小。详细的分析显示，当光场平均 光子数大于2，成功纠缠交换任意三体纠缠相干态的概率和总平均最小保真度接近1。

对具有普遍意义的介观 RLC 并联电路进行量子化并对各支路电流与电压的量子涨落进行研究, 同时分析耗散电阻对两个支路的量子涨落所产生的影响。 结果表明:各支路的量子涨落均与电路元件的参数有关并且随时间而衰减; 而耗散电阻对电感支路和电容支路量子涨落的衰减因子及其系数均产生影响, 对两个支路电流与电压的量子涨落的衰减因子产生的影响相同, 而对其系数产生的影响不同。当电感支路与电容支路的耗散电阻相同时, 两个支路的电压涨落与耗散电阻有关, 而电流涨落不受耗散电阻的影响。

提出了一种基于振荡器耦合实现超混沌保密通信的新方案。在两个 RC 振荡器耦合产生 超混沌信号基础上,构建一个包括信息在内的非线性耦合环路,实现对信息的加密与解密。对其混沌动力学行为进行了分析, 包括分岔和最大 Lyapunov 指数。利用数字化处理技术,对连续时间系统作离散化处理和变量比例扩张变换, 最后给出了用数字信号处理器来实现该方案的设计原理与硬件实现结果。

在获得一个含变化 3-5阶非线性、弱非局域性、增益及非线性 增益的广义薛定谔方程的自相似解的基础上,采用数值方法研究了解的稳定性。 结果表明,在同时具有或没有非局域性和5阶非线性的介质中可以形成与传播自相似波; 而且当相位参数远离±2^{1/2}时,非局域度和累积衍射将极大影响自相似波的稳定性。

受激布里渊散射(SBS)的频移量远大于受激热散射(STS), 达到GHz 的量级;而 STS 的频移量很小，一般只有几十MHz;在以前的实验中,要区分这两种散射需要非常复杂的实验系统, 或者高精度、大测量范围的光谱分析仪器,这在一般的实验室条件下是难于满足的。实验研究了掺杂 Cu(NO3)2的丙酮溶液中 产生的 STS 与纯丙酮中的 SBS 的频率响应。结果显示:随着泵浦能量的增加, SBS 的线宽随机起伏，而 STS 的线宽有规律地变化。这可以替代高精度、大测量范围的光谱仪或者复杂系统而成为一种简便的区分 STS 和 SBS 的方法。据我们所知,目前文献中尚无相关报道。

采用Huybrechts线性组合算符法和LLP变分法，研究了温度对非对称抛物量子点中强耦合磁极化子声子平均数的影响。数值结果表明，非对称量子点中强耦合磁极化子的 声子平均数随温度的升高而减小。另外，温度还对磁极化子的声子平均数随量子点的横向受限强度、纵向受限强度、外磁场的回旋频率和电子-声子耦合强度的变化产生 显著影响。

基于激子基,采用密度矩阵理论研究了太赫兹场作用下半导体超晶格的子带间动力学 过程及光吸收谱。在太赫兹场的驱动下,激子作布洛赫振荡。子带间极化的缓慢变化依赖于太赫兹频率,随着太赫兹频率的增加,子带间极 化向下振荡,极化强度降低。以In0.52Al0.48As/InAs 和 Ga0.7Al0.3As/GaAs 两种超晶格为例进行研究, 它们的光吸收谱出现了卫星峰结构,这是由于太赫兹场与万尼尔斯塔克阶梯激子作用的非线性效应产生的。 但是就In0.52Al0.48As/InAs与Ga0.7Al0.3As/GaAs 超晶格相比而言,研究发现, n<0 的激子态与n=0的激子态耦合作用较强,使得光吸收谱吻合性较好, n=0时的激子态吸收光谱出现红移, n>0 的激子态光吸收谱中出现的边带效应不是很明显。

提出一种由二维光子晶体构成的四端口滤波器。该滤波器含三个微腔，其中两个是参数完全相同的波长选择性反射腔，用于波长选择性的反射反馈。 另外一个是下载腔，用于下载特定波长的光波。利用耦合模理论(CMT)分析了该滤波器的滤波特性，得出了实现完全下载滤波的条件，即通过改变两波长 选择性反射腔到下载腔之间的距离，使之满足晶格周期的奇数倍。并且用FDTD方法对该器件进行了数值分析，显示了该器件上下载的可行性。

在光子晶体定向耦合器中,通过减小两耦合波导之间介电柱的折射率来增大耦合系数,从而获得更短的拍长, 形成超微的器件尺寸。耦合器的奇模场随调制折射率的减小变化不敏感,偶模场向更高频率的方向移动。 在同一频率范围内,调制折射率减小,导致拍长随频率变化的函数曲线的斜率随频率增加而增大,这一特性 可以在波分复用器中用来减小相邻信号频率差,在相同的器件长度下,可获得更多的信道。采用时域有限差分 法验证了拍长随调制折射率减小而减小的化规律。

提出了自傅里叶孤子概念。对自傅里叶孤子信号及自傅里叶高斯信号在光纤中的演变和 传输进行了数值模拟和时频分析。 结果表明,输入自傅里叶高斯信号,将演变成一类非自傅里叶孤子; 三阶色散效应会影响由自傅里叶高斯信号所演变的孤子的震荡传输幅度,且引起孤子时域延迟、频谱不对称。

提出并理论分析了一种采用单电极Mach-Zehnder调制器(SD-MZM)产生光载毫米波的方案。采用电混频器将射频信号与基带数字信号混频后再利用单电极调制器产生 双边带调制信号并发送至光纤，在基站使用一个交叉复用器(IL)将双边带信号的中心载波与一阶边带信号进行分离，中心载波可用于上行链路的光载波，而一阶边带 产生光载毫米波;理论分析了该毫米波的色散特性并在仿真平台上验证了其正确性，研究发现由于光纤色散引起两个一阶边带的延时不同, 从而导致毫米波能量的损失和解调信号的码间干扰，限制了毫米波的最大传输距离。