中文摘要：

为解决新型导波系统中导模与辐射模的耦合问题，借助闭波导等效模型、漏模近似和复模展开的新方案，构建了空域复耦合模的理论框架和分析模型；克服了辐射模求解及正交归一化的困扰，以类似于处理导模间耦合的方式，在复域统一地处理导模间、导模与辐射模间的耦合问题。运用复耦合模理论，成功研究了光纤光栅中导模与辐射模的耦合，总结了运用原则；构建了复模耦合的解析分析模型，研究总结了复模之间耦合的特性和规律；实现了耦合模理论向复域的延拓。给出了基于漏模耦合的光纤光栅高折射率传感的设计优化方案，并通过实验加以验证。构建了手征光纤光栅的耦合模分析体系；系统分析了手征光纤光栅中模式耦合的模式选择机制和偏振选择特性；实现了宽带、大消光比的光纤圆起偏器的优化设计。利用矢量复模展开，研究了单模-多模-单模光纤结构；对高、低折射率传感，分别提出基于导模干涉和基于漏模干涉的高灵敏度传感方案。 从麦氏方程出发推导得到了时域耦合模方程，建立了谐振腔的时域耦合模理论分析模型。通过项目研究，建立了一系列理论研究框架和分析模型；获得了一系列有意义的新结果、新规律、新方案和新思路，将有力地推动耦合模理论在新型光子系统中的探索发现。