基于单层图案化石墨烯超材料在太赫兹波段实现了等离子诱导透明效应，利用耦合模式理论（CMT）分析了等离子诱导透明产生的机理，得到的理论结果与时域有限差分方法计算的结果高度一致。通过调节石墨烯费米能级对等离子诱导透明特性进行了动态调控，并实现了多模同步异步开关的设计，在2.16、3.01、3.84 THz三个频率处的振幅调制度分别为95.77%、83.42%、95.58%，消光比最高可达13.73 dB。对慢光效应的研究结果表明群折射率可达180。本研究为设计光电子器件提供方案和指导。

向列相液晶因其独特的光学和电学各向异性，广泛应用于光电显示等领域。光通信技术的持续发展，需要液晶材料具有更快的电光响应。通过对6种负性向列相液晶施加垂直于分子平均取向的电场，结合特殊入射方式，系统地研究了电场对液晶取向涨落和单轴序参数的调控。实验结果表明：电光响应的开关时间均小于350ns；液晶的介电各向异性越大，场致双折射率变化越大，其最大值与所施加的电场大小和向列相液晶的介电各向异性均呈线性关系。

基于表面等离子激元构造了一种边界耦合模式的金属-绝缘体-金属结构滤波器，该滤波器由两个斜对称矩形环谐振腔及波导管所组成，采用有限元法对该滤波器进行仿真计算和分析，得到它的磁场分布图和透射谱线图。结果表明，该滤波器在通带部分的透射率最高可达0.969，阻带部分的透射率最低接近为0，同时还具有通带与阻带较宽、透射谱线平滑的特点。调节结构参数可使得透射谱线图发生红移或蓝移的现象，设置特定的结构参数可以实现在保持第一通信窗口通过的状态下，对第二、三通信窗口的通断进行选择性控制的功能，因此，该滤波器可作为一种带通/带阻滤波器，在高密度集成电路和光纤通信中有着非常重要的应用。另外通过结构的改进并加入电光材料DAST实现了一种电光开关的功能。

钽铌酸钾(KTN)晶体具有很高的二次电光系数,响应速度快,因此可以作为高速电光开关的材料,能在较低电压下快速产生大的光束偏转角。但是 KTN 晶体的色散问题制约了其作为电光开关在宽光谱范围内的应用。探讨了外加电压、温度及波长对偏转特性的影响,发现同时调节电压和温度的方法可以平衡光束偏转角和色散,为KTN晶体用于宽波段光束偏转提供参考。

设计了由N+1条水平通道、N条竖直通道和2N个微环构成的电光开关阵列器件，并对其传输特性进行了分析.通过在列微环上加载不同的工作电压，实现相应通道的开关功能.以5×4通道8微环结构为例，取波导芯的宽度与厚度均为1.5 μm，波导芯与电极之间的限制层厚度为2.0 μm，电极厚度为0.05 μm，微环与通道之间的耦合距离为0.1 μm.当开关电压为8 V时，该器件的插入损耗在2.79~4.31 dB范围内，串扰在-20 dB以下，消光比在12.5 dB以上.

在传统的基于微环的电光开关结构中, 可通过设计不同微环与直波导间的位置来实现光通信的开关功能, 但其普遍存在开关电压过高的现象, 浪费资源。文章利用耦合模理论、电光调制理论和微环谐振理论, 应用传输矩阵理论方法, 提出了一种嵌套型双波导的微环谐振电光开关的器件模型, 在谐振波长为1 552 nm的情况下, 对该器件进行了仿真分析。仿真结果表明, 该器件模型具有非常小的开关电压(仅为1 V), 串扰 ＜-35 dB, 插入损耗＜4 dB, 时域响应总时间为5.33 ps, 其中微环的上升时间和下降时间仅为0.25 ps。所提出的电光开关结构具有开关电压低、响应时间短和频谱带宽大的特性, 能提高密集波分复用系统的性能。

提出了一种短脉冲间隔、子脉冲峰值功率高的脉冲组输出电光调Q激光器。以激光二极管(LD)侧面抽运Nd∶YAG晶体,谐振腔单次储能,控制Q开关台阶式多次开启,将单次抽运能量分多次调Q输出,实现短脉冲间隔脉冲组激光输出,为高重复频率、高峰值功率激光器提供研究思路。实验结果表明,用一组半环形激光二极管模块作为工作物质Nd∶YAG的抽运源,铌酸锂(LN)晶体作为Q开关,激光二极管模块单次抽运工作物质储能,台阶式开启Q开关,激光器在1~20 Hz频率范围内能够稳定运行,得到子脉冲间隔最小为100 ns的脉冲组输出,子脉冲频率在1.1~10.0 MHz范围内可调,子脉冲能量大于23 mJ,能量波动小于10%,单个脉冲宽度小于37 ns,子脉冲峰值功率接近1 MW,光-光转换效率为22.5%。

透明导电薄膜作电极的普克尔盒电光开关是新一代重频激光驱动系统的理想单元。高重频会在电光晶体内产生热沉积, 引起弹光效应, 热光效应和晶体形变, 使透射光束的波前产生畸变。针对能量千焦耳级, 重复频率16 Hz率的激光系统, 对薄膜电极普克尔盒采用液冷技术进行热管理; 建立普克尔盒的热分析模型, 利用有限元算法, 分别研究晶体厚度和换热系数对波前畸变的影响, 得到晶体厚度的最优值。并模拟了开关晶体上的温度分布、应力分布和机械形变, 分析热光效应、机械形变和弹光效应对光束波前和退偏损耗的影响, 结合波前畸变和退偏损耗的要求得到优化的参数。