为了降低传感器结构复杂度和提高传感器温度灵敏度, 提出一种双侧抛D型、包层为正六边形和正八边形的光子晶体光纤表面等离子共振(SPR)温度传感器, 利用COMSOL Multiphysics有限元仿真软件分别研究了偏振方向、空气孔径、银膜厚度对传感器的性能影响, 找出各项数据的最优值, 并以此为基础对传感器的温度传感特性进行了分析。仿真结果表明: 在x偏振方向模式下, 当包层空气孔d1=1 ?滋m、d2=0.5 ?滋m,金属银膜厚度tAg=35 nm时, 传感器的性能最优, 在0～120 ℃时传感器的温度灵敏度最高可达-7.99 nm/℃。

设计出一种高灵敏度的新型椭圆侧芯光子晶体光纤传感器模型。圆形孔和3种不同大小椭圆孔构成该椭圆侧芯光子晶体光纤空气孔，其中椭圆孔的椭圆率分别为e、e₁、e₂，在椭圆率为e的左侧椭圆孔内涂敷金纳米薄膜。通过有限元分析软件COMSOL对传感器的传感特性进行数值分析。研究发现：表面等离子体共振的共振峰对待测液体折射率的变化有很高的传感灵敏度；光子晶体光纤传感器的灵敏度会随着椭圆率e、e₁以及金纳米薄膜的厚度而变化。折射率在1.40~1.42范围内，传感器灵敏度随着e₁的增大而增大；折射率在1.42~1.43范围内，传感器灵敏度随着e₁的增大先减小再增大。当椭圆率e₁=1.2、折射率为1.43时，灵敏度高达31800 nm/RIU（折射率单元）。折射率在1.38~1.43范围内，传感器灵敏度随着椭圆率e的增大而增大，当椭圆率e=2.3时，灵敏度高达33200 nm/RIU。折射率在1.42~1.43范围内，传感器灵敏度随着金纳米薄膜厚度的增大而减小，在折射率为1.43、金纳米薄膜厚度为40 nm时，传感器灵敏度高达34600 nm/RIU。

提出了一种新型传感器结构，基于正十六边形光子晶体光纤（PCF）的D型表面等离子体共振（SPR）传感器，实现了折射率（RI）和温度的同时测量，同时实现了较大范围内折射率和温度的动态检测。可以同时实现折射率为1.230~1.355、温度为5~85 ℃的检测。结果显示，折射率在1.330~1.355范围内时，灵敏度为1645.7 nm/RIU；在整个可测范围内最大灵敏度为1497.6 nm/RIU。温度范围在20~60 ℃时，灵敏度最高可达-2.68 nm/℃；在整个可测范围内灵敏度最高可达-3 nm/℃。此结构的优势在于可在较大范围内独立检测RI和温度的同时又能保证相对较高的灵敏度。

采用全矢量有限元法,研究了空气孔为正九边形周期性排列的全内反射型光子晶体光纤的温度传感特性, 分析了不同空气孔排列形状、占空比以及波长对温度特性的影响,并与正六边形结构的光子晶体光纤进行了对比。研究表明, 空气孔为正九边形周期性排列时, 光子晶体光纤模场分布随温度变化显著, 其有效折射率和限制损耗的大小与温度成反比。保持孔间距不变, 占空比越大, 输入波长越长, 灵敏度越高。在此基础上, 提出了一种正九边形熔接点为锥形的单模光纤-光子晶体光纤-单模光纤马赫曾德干涉仪温度传感器,当波长为1 550 nm, 占空比为0.6, 温度范围为-20～80 ℃时, 该传感结构的温度灵敏度为0.112 2 nm/℃。

利用OptiGrating软件研究了TFBG(倾斜光纤光栅)在环境折射率变化极其微小的情况下不同模式的光谱特性。结果表明, 微小环境折射率的变化对纤芯模与幻影模的影响甚微, 却对包层模影响较大。由于变化极小, 包层模谐振波长的漂移可以忽略, 只需考虑谐振峰深度的变化。发现波长在1 542 nm附近的高阶包层模对环境折射率高度敏感, 并且在一定的范围内灵敏度极高, 最高可达10-5 量级, 在高精度折射率传感领域前景广阔。

研究了正十边形对称结构光子晶体光纤布拉格光栅(PCFBG)特性, 分析了不同空气孔层数以及不同占空比对布拉格光栅反射谱的影响。在此基础上,对正十边形光子晶体光纤光栅的传感特性进行了研究。研究表明: 随着温度的增加, 该光纤光栅的反射谱谐振波长明显向长波方向偏移; 随着应力的改变, 光纤光栅的反射谱谐振波长变化趋势不明显。该光栅具有对温度敏感, 对应变不敏感的特点。这种空气孔排列为正十边形对称结构的光子晶体光纤光栅有望应用在光子晶体光纤光栅的传感领域中。

提出了一种椭圆型高双折射光子晶体光纤，并采用多极法分析各结构参量对模式基模模场、双折射、损耗特性的影响.结果表明：改变椭圆型空气孔的椭圆率和包层椭圆率的大小,在波长1 550 nm处, 该光纤可获得2.26×10－3的双折射，限制损耗为2.8×10－3dB/km，且此时x偏振方向和y偏振方向相差数十倍，有利于光信号偏振传输，可用于制造偏振单模传输的保偏光纤；在1 300~1 500 nm的波长范围内，该光纤有稳定的大小为10－6的低损耗.

为降低电光开关的插入损耗及简化其结构, 提出了一种利用包层各向异性的FBG(光纤布拉格光栅)制作光开关的新思路, 并用耦合模理论对其原理进行了分析; 同时, 提供了一种用掺镁 LiTaO3晶体作为光栅包层制作这种光开关的方法。仿真结果表明, 电场改变106 V/m时, 消光比可达到约42.32 dB。该光开关具有较高的消光比, 且相比于现有的FBG光开关, 具有更简单的结构。

提出了一种复合结构的光子晶体光纤, 采用多极法对其双折射、限制损耗、基模模场以及色散特性进行了数值模拟。研究表明,该光纤在1550nm处可获得1.56×10-2的双折射, 限制损耗为7.31×10-3dB/km, 负色散达-320ps/(nm·km), 且损耗在1300~1600nm范围内基本稳定。

提出了一种基于FBG(光纤布拉格光栅)的新型双向传输可调谐光分插复用器, 同时对该结构的复用解复用原理进行了阐述,通过Optisystem软件验证了结构设计和理论分析的可行性。仿真结果表明, 下载波长的边模抑制比在20 dB左右。这种器件具有灵活度高、器件利用率高等特点, 在波分复用系统中两条线路互为冗余, 提升了系统的容错性,有望在光网络中得到应用。