在大截面传像束前置光学物镜设计中，采用“负-正”型式的像方远心光路结构，很好地解决了镜头轴外像差校正和像面照度均匀性问题，同时使镜头结构紧凑、小型化。给出了前置物镜设计实例：工作波长0．8～1．1μm，焦距5mm，相对孔径为1：3．84，光学长度为47mm，视场角为60°。在光学耦接镜设计中采用物方远心光路结构，引入二元光学透镜，通过理论计算和ZEMAX光学软件优化，给出工作波长0．8～1．1μm，焦距33．6mm，光学长度为63．5mm，采用一个衍射面的耦接镜设计实例。该设计结果适用于单丝直径16μm，截面直径6mm的光纤传像束。

为提高CCD摄像机的成像质量，同时使镜头结构紧凑、小型化，在大视场光学镜头的设计中，引入标准二次曲面和偶次非球面。根据初级像差理论，分析了非球面的位置、初始结构参数的求解规律。通过理论计算和ZEMAX光学设计软件的优化，给出工作波长为0．4～0．7μm、全视场角为80°，相对孔径为1：1．5的镜头设计实例。该镜头由7块镜片组成，包括一个标准二次曲面和两个8次方非球面；在40lp／mm空间频率处的MTF值超过0．85，全视场畸变小于3％，像质优良。

利用多极法对一种新颖结构的双层芯光子晶体光纤的色散特性进行了数值模拟，找出色散随结构变化的规律。通过合理选取其外层芯的层数，同时优化孔间距和空气孔直径，设计出可用于L波段进行宽带色散补偿的光子晶体光纤，此光纤色散值在-310 - -260ps／（km·nm）之间近似线性变化，残余有效色散系数近似为零，相关色散斜率（RDS）在0．0032nm叫的色散补偿光纤，其RDS值与标准单模光纤匹配，有效模场面积优于常规色散补偿光纤，可以对宽带传输的标准单模光纤实现良好的色散补偿。

运用多极法，通过优化孔节距和包层空气孔半径设计了一种具有双零色散波长的高非线性光子晶体光纤，利用分步傅里叶方法数值模拟了超短脉冲在其中传输的情况，发现经过传输，两个零色散波长之间的主要能量被转换至位于正常色散区的两个边带峰处。泵浦的转化率很高，以至于多于99％的光能都被转移至两边带峰，且两边带峰很平坦，它们对波长波动，但对脉冲能量和泵浦脉冲的啁啾不敏感，这就产生了高稳定性的谱带。

采用高温熔融法制备了15种1.5mol%浓度的单一稀土掺杂CaO-SiO2-B2O3-Al2O3-Na2O硼硅酸盐玻璃样品,并通过3种实验研究了它们的532nm强激光的激光防护特性。通过测试透射谱发现,只有3种激光玻璃（Nd、Er和Ho掺杂激光玻璃,称其为I类玻璃）的透射谱在532nm附近有显著的吸收结构,因而预期I类玻璃在532nm附近有比其它12种（称其为Ⅱ类玻璃）大的三阶光学非线性吸收系数。通过开孔Z-扫描技术实验证实了上述预期,并得到Nd掺杂玻璃具有最大的三阶非线性吸收系数β为6.55×10^-11m/W。通过光限幅实验进一步地确认I类激光玻璃在20×10^12W/m2以下就能展示532nm激光防护作用,而Ⅱ类玻璃的防护作用范围为20～30×10^12W/m^2。