太赫兹参量源是一种激光驱动的太赫兹辐射源, 它具有高相干性、可调谐、室温运转等优点。在简要介绍太赫兹参量源的基本原理后, 重点总结了近年来国内外对太赫兹参量源的代表性研究成果, 主要包括: 1) 太赫兹参量源中常用的几种非线性晶体, 包括铌酸锂、磷酸钛氧钾、砷酸钛氧钾、磷酸钛氧铷; 2) 大单脉冲能量太赫兹参量源, 主要产生方法包括使用垂直表面出射结构、使用环形腔、增加非线性晶体损伤阈值等, 目前报道的最大单脉冲能量达到 17 μJ; 3) 高平均功率太赫兹参量源, 主要产生方法包括使用半导体激光器侧面泵浦激光器、兼顾提高泵浦光脉冲能量和脉冲重复频率等, 目前报道的最大平均功率为 367 μW; 4) 太赫兹参量源的理论模拟, 主要包括以耦合波方程为基础的, 分别针对太赫兹参量产生器、种子注入式太赫兹参量产生器、内腔泵浦与外腔泵浦太赫兹参量振荡器建立的理论模型。

从半径渐变波导的耦合波方程出发，利用龙格－库塔法进行优化数值迭代，得到在3 mm波段，TE₀₃－TE₀₂，TE₀₂－TE₀₁高效率模式变换器的设计参数。通过优化程序，设计出了6周期TE₀₃－TE₀₂和3周期TE₀₂－TE₀₁模式变换器优化尺寸。利用CST微波工作室电磁仿真软件对结构尺寸进行优化仿真，仿真结果与优化程序计算结果基本一致。以此数据设计中心频率94 GHz的TE₀₃－TE₀₂，TE₀₂－TE₀₁模式变换器功率转换效率可以达到98．5%以上，90%功率转换的绝对带宽分别达到3．5和7．0 GHz以上，优于设计要求。

定义了压电晶体的增劲声光系数，它反映压电晶体中声光、电光和压电效应共同作用的结果。从参量互作用基本理论出发，同时考虑声光效应、电光效应和压电效应三个因素，用一个压电增劲声光系数来表示三种因素的共同作用，导出表面波声光布拉格互作用的耦合波方程。并求解得出相应衍射效率的计算公式。该式说明在弱声光互作用条件下，衍射导光波强度与超声功率成正比。表面波声光器件具有体积小、工作稳定、能耗小、易于集成等优点。可以用作光偏转器、光调制器、滤光器。在光通信以及各类实时信号处理，如相关、卷积、频谱分析、矩阵光计算等领域具有广泛的应用前景。

提出了一种改进的、可用于计算偏振相关拉曼增益的光纤拉曼放大器的非线性耦合波方程。建立了单模双折射光纤拉曼增益的数学模型,分析了线偏振抽运光以与光纤快轴成45°激励的单模双折射光纤拉曼放大器模型与实际具有随机双折射的光纤拉曼放大器的拉曼增益偏振相关特性的等价性。基于上述模型,提出了一个可定量表征单模光纤偏振模色散统计特性的拉曼增益偏振相关因子,用以替代常规的光纤拉曼放大器非线性耦合波方程中的偏振相关因子。计算结果与已报道文献的实验数据非常吻合。同时对抽运增益在同向和反向抽运方式下截然不同的增益偏振相关特性给出了合理的解释。

研究二维多通道并行超声波与光波相互作用的机理, 推导并求解了二维多通道声光相互作用的耦合波方程。 分析了二维多通道声光相互作用中各通道的主衍射和二维多通道声光互调制的线性和非线性效应。 研制了二维多通道声光器件, 测试了器件的各种特性, 实验结果与理论分析相符。 并且用二维多通道布拉格声光调制器实现了光学矩阵-矢量运算。

本文根据非正交模理论导出了描述光栅作用下双波导间反向耦合的耦合模方程组.通过数值计算对这种结构的反向耦合特性进行了初探,并同光栅作用下单波导反向耦合特性作了比较.