在空气孔阵列型平板光子晶体多模波导中，探索了反对称多模干涉条件下的二重像特性，并基于此研究和设计了一种新型的2×2超微光功分器。通过调制多模干涉区内一对空气孔的有效折射率，可以获得任意的光功率分配比。作为示例，设计了一款3 dB 2×2光功分器，时域有限差分法的模拟结果表明，该器件不仅具有16 μm×8 μm的超微尺寸，而且具有97%的高输出效率。这种方法可以推广到M×N光功分器，在光集成回路中具有潜在的应用价值。

提出了在完整三角晶格光子晶体中引入两线缺陷构成的耦合型波导结构。通过分析谱带形对不同结构参数的依赖关系，在最优化的光子晶体耦合波导中，找到了一种独特的、群速近似为零的谱带。通过对波导宽度的啁啾实现了不同频率光的色散补偿，最终得到了带宽为13.24 nm、平均群折射率为28的宽带理想慢光，并进一步采用二维时域有限差分(FDTD)算法进行了验证。数值分析结果表明，高斯脉冲在耦合波导中传输后的相对时域展宽低于10%。

提出了一种基于黄金分割比的新型长程介质加载表面等离子激元波导(LR-DLSPPW)结构，在通信波长λ0=1.55 μm情形下，运用有限元法对这种波导基模的归一化电场分布、模式有效折射率、衰减常数、传播长度、模式宽度、品质因数和耦合长度等传输特性参数进行了仿真分析计算。结果表明，与不具有黄金分割比的类似波导相比，基于黄金分割比的LR-DLSPPW具有较长的传播长度1.36 mm和较小的模式宽度1.35 μm；另一方面，当介质脊面积保持为0.9 μm2不变且介质脊高宽比值取为黄金分割比时，其品质因数会出现一个超过6.15×105的最大值。此外，当相邻波导之间的间隔超过3 μm时，相邻波导间的串扰可被忽略。显然，这种基于黄金分割比的新型波导结构能够很好地应用于高密度光子集成回路的设计中。

设计了一种高效的、基于多模干涉（MMI）的椭圆型十字光波导, 通过增加模式匹配器和调整自聚焦点位置, 降低其传输损耗。COMSOL仿真表明该波导在1550 nm 波长处的透射率高达96.5%, 串扰损耗小于2×10-5, 而传统的椭圆型十字波导的透射率仅为91.2%。并且对椭圆型MMI的成像规律进行了理论分析和仿真验证, 结果表明这种新型椭圆型结构不但在1550 nm处表现出高效性, 对整个1500~1600 nm的通信波段都具有非常低的损耗(小于0.2 dB)和串扰(小于-42 dB)。这种十字光波导尺寸小、结构简单, 只需要在硅上绝缘体（SOI）基底材料上融刻一次即可实现, 制备工艺简单, 有利于节约成本和批量生产, 广泛适用于未来的集成光路。

集成光学的入门教材，介绍了集成光学的原理，材料，工艺与技术发展