为研究煤油基Fe3O4磁性液体在磁场作用下的双折射效应和二向色性特性，根据振荡磁偶极子模型进行了理论分析和模拟计算，并设计了用于测试磁性液体光学特性的实验平台，测量了不同体积密度下的光学特性。通过理论分析和模拟计算发现，不同方向偏振光的折射系数和消光系数随磁场的变化相反，平行偏振光的折射系数和消光系数随外加磁场的增大而降低，而垂直偏振光的折射系数和消光系数随外加磁场的增大而增大；折射系数和消光系数与磁性液体的体积密度成正比；玻璃磁性液体界面的透射率随磁场的变化很小。实验平台下的归一化输出光强的模拟计算结果和实验结果一致，从而为磁性液体在光开关、磁场和电流测量等方面的应用提供了理论和实验依据。

理论分析和数值模拟计算了不同温度和不同体积密度下磁性液体的折射系数和消光系数, 以及浸没在磁性液体中光纤端面处的反射率, 得到了体积密度和外加磁场强度对磁性液体的折射系数和消光系数的作用比较大, 而温度对折射系数和消光系数的影响不大。实验制作了光纤端面浸没在磁性液体中的传感元件, 设计了测量光路系统, 得到了反射率随外加磁场强度变化的情况, 与理论分析结果相吻合。由理论和实验可知, 磁性液体的消光系数不仅跟体积密度和温度有关, 还与外加磁场强度有关, 对光纤端面处的反射率有一定的影响。

用两块玻璃夹持一层几个μm厚的磁性液体薄膜。将这一磁性液体薄膜垂直放置于由亥姆霍兹线圈建立的均匀磁场中。在迈克尔孙干涉仪上用对比测量法测量在不同外加磁场强度作用下磁性液体薄膜的折射率。实验发现, 磁性液体薄膜的折射率随外加磁场强度的变化而变化。结合实验研究, 提出了外加磁场改变了磁性液体颗粒链的大小, 改变了磁性颗粒链的大小和入射光波波长的比值, 从而改变了磁性液体的折射率的设想。初步建立起了磁性液体薄膜的折射率和外加磁场强度之间的关联式。为磁场测量、光学阀门等新型磁光器件的开发提供了新的技术。

研究一种用磁性流体薄片对高压电流进行光学测量的电流传感器。设计原理基于磁性流体的光透射率随垂直磁场强度的变化而变化的关系。磁性流体受到垂直外磁场作用,原先无序的磁性颗粒将凝聚在一起形成条条磁链,从而引起磁性流体的光透射率的变化。采用磁性流体作为传感媒介设计的传感结构避免了基于法拉第效应的光磁式电流互感器对环境干扰敏感造成信噪比不高和传统的电磁式电流互感器的高压绝缘的缺陷。通过改变磁性流体的浓度和基液,或者改变传感头的结构,来达到实际需要的传感灵敏度和响应时间。

基于耦合模理论,分析了考虑传输损耗的条形波导中切伦科夫(Cherenkov)二次谐波(SHG)的问题.结果表明,转换效率具有指数性质和饱和性质.这一结果不同于未考虑传输损耗时转换效率所具有的线性性质,这对于切伦科夫频率倍频器的研制中参数的优化具有重要的意义.