在生物组织中都存在大量的纤维状结构, 散射光的偏振态反映了组织对偏振光的作用, 可以反映组织结构和类型信息。对偏振光传播行为的了解, 有助于提高偏振门的作用, 开发基于偏振光测量组织结构和病理信息的方法。为了研究纤维状散射体对偏振光的影响, 测量不同偏振方向的线偏振光经过牙齿的象牙质散射后散射光的分布和偏振变化, 透射光强度分布为各向异性, 在沿着象牙质中的细管方向透射光较强, 散射光沿细管方向传播较远。透射光的偏振状态与入射光偏振方向有关, 象牙质具有各向异性的光学性质。采用圆柱体散射模型模拟了纤维状散射体对光的散射作用, 结果表明有序排列的纤维结构不仅影响散射光的分布, 而且对光的偏振态也有重要影响。

基于Richards-Wolf的矢量衍射积分公式,研究了椭圆偏振涡旋光束经高数值孔径透镜聚焦的聚焦特性, 着重分析了椭圆偏振涡旋光束深聚焦的光强、相位和角动量分布特性, 比较了相关参数变化对深聚焦特性的影响。研究表明, 椭圆偏振涡旋光束经过高数值孔径透镜聚焦以后, 在焦平面附近会得到具有广泛应用的椭圆光斑, 通过调整相应参数, 该椭圆光斑可以旋转一定角度, 其大小和形状也会发生变化。而且椭圆偏振涡旋光束深聚焦以后, 光束本身带有的自旋角动量会转化成轨道角动量。这些研究成果对于椭圆偏振涡旋光束在实际中的应用有着十分重要的意义。

基于径向偏振光的广泛应用, 从理论与实验上研究了径向偏振光的产生与传输。实验上, 得用阶跃型相位跃变器在腔外将两束偏振正交的TEM00模光束分别转化为偏振正交的TEM01与TEM10模光束, 利用马赫-曾德尔干涉仪将产生的TEM01与TEM10模光束进行相干叠加得到径向偏振光。理论上, 用标量衍射积分对TEM01与TEM10模光束的产生, 以及通过相干叠加得到的径向偏振光进行数值模拟。同时指出实验上的误差对产生径向偏振光的影响, 以及研究了传输过程中实验上所获得的径向偏振光光斑的变化。聚焦径向偏振光可产生极小的焦斑以及纵向场分量, 因此有望在粒子加速、高分辨显微镜以及材料加工等方面得到广泛应用。

从随机电磁光束的相干和偏振性的统一理论出发,利用交叉谱密度矩阵传输公式,推导出随机双曲余弦高斯(ChG)电磁光束通过透镜后2×2交叉谱密度矩阵的传输解析公式,并用以表示任意两点的互偏振度,即纵向互偏振度(LDCP)和横向互偏振度(TDCP)。研究表明,随机ChG电磁光束的互偏振度与透镜焦距及随机ChG电磁光束的参数,例如随机ChG电磁光束系数比、离心参数和自相关长度等有关。随机高斯谢尔模型(GSM)电磁光束通过透镜的互偏振度可作为随机ChG电磁光束离心参数为0的特例得出。对主要结果用数值计算作了说明,并给出相应的物理解释。

设计了一种适用于偏振复用相干解调光纤通信系统的色散均衡器，用于补偿信道传输的色散损伤。该均衡器采用半码元间隔的蝶形有限脉冲响应滤波器结构，与此结构配合的自适应算法分别采用最小均方算法和递归最小二乘算法。通过仿真实验，分析了两种算法对残留色度色散和偏振模色散的补偿容限。仿真结果表明，递归最小二乘算法的补偿效果优于最小均方算法，它可以同时补偿1760 ps/nm的残留色度色散和104.9 ps偏振模色散引起的差分群时延，比同等条件的最小均方算法提升性能2.23 dB。

介绍了双通道偏振激光雷达的特征及主要参数和数据处理方法，并利用该系统对上海世博会开幕式前后的沙尘暴污染过程展开研究，对测量结果进行了分析。结果表明，沙尘暴污染是由西北方向输送，由后向轨迹分析其来源是蒙古地区，并有间歇期，形成了二次沙尘输入过程；沙尘暴后5月份主要风向转为东北风，有利于沙尘污染颗粒物消除。此外将偏振激光雷达测量颗粒物消光系数与地面PM10空气污染指数（API） 对比分析，结果显示两者有很好的一致性。

基于周期性畴反转铁电材料铌酸锂的电光效应，提出一种利用电光Pokels效应调制偏振态的二进制全光逻辑处理方案并进行了实验验证。当以偏振方向相互正交的两种线偏振光，分别表示光信号1的逻辑0和逻辑1时，信号光的偏振方向在一定的外加电场作用下，将在偏振面内旋转90°，从而实现两种偏振态即逻辑0和逻辑1的相互转换。在不加外电场的情况下，信号光的偏振方向不产生明显变化，从而实现可控逻辑非的功能。当以外加电场的电平信号来表示电信号2的逻辑0和逻辑1时，还能实现异或和同或的逻辑功能。相比于强度编码的方案，该偏振编码的方案对于信号的损耗很小，因此能够更方便地应用于多重级联系统，从而实现更复杂的逻辑功能。

管道作为石油、天然气、自来水等的主要运输工具，其运行安全性已受到广泛关注。管道腐蚀穿孔引起的持续性小规模泄漏的及早发现与准确定位是管道运行安全的主要问题和难题。利用Sagnac光纤干涉仪对管道小泄漏进行监测和定位时，光波偏振态的随机变化直接影响到Sagnac环中两束相干光的干涉效果，从而影响直线型Sagnac光纤干涉仪的性能。提出了采用光学消偏的方法抑制偏振态对Sagnac干涉仪性能的影响。通过改进干涉仪的结构，在Sagnac环中加入光纤延时环消偏器，从而提高系统运行稳定性。实验结果表明，该方法能够较好地解决偏振态变化引起的检测灵敏度降低的问题。

通过精确的偏振测量实现太阳中低层磁场遥感是1m口径红外太阳望远镜的重要科学任务.为了实现高精度高效率的系统偏振定标,需要对望远镜系统进行偏振建模.分析了该望远镜折轴光路仪器偏振的周天和季节变化,以及望远镜真空封窗的应力双折射效应.结果显示折轴光路的偏振效应主要表现为线偏振与圆偏振之间的交扰,交扰程度最大达0.7.同时,由于像旋速度巨大,临近夏至期间太阳接近中天时偏振交扰会呈现一个震荡过程.封窗在重力和真空载荷的共同作用下,总的偏折特性可等效为一个位相延迟片；并且延迟量随望远镜高度角变化而变化.当望远镜指向水平时偏振交扰最明显,达1.2×10-2.

研究了基于相干布居囚禁(CPT)现象的平行线偏振相干激光所激发的87Rb原子，并获得了对比度较高的CPT共振信号。实验结果表明，平行线偏光激发方案是一种很有前途的能替代传统双色圆偏振光激发原子的实施方案。该方案结构简单，功耗小，有较好的用于高稳定度小型化CPT原子钟的前景。