以单色标量波衍射理论为基础，研究了均匀平面波从不同角度入射小孔阵列的衍射特性。运用单孔衍射理论，同时考虑相邻小孔间衍射光强的相互影响，建立了小孔阵列衍射的理论模型和光强分布的数值积分式，小孔为硬边小孔。利用Matlab对500 nm波长的平面波入射微小方孔阵列衍射图样进行了计算机仿真，得到了不同几何参量下平面波从不同角度入射时的衍射图样的一维和二维光强分布图，并将仿真结果用于微型数字式太阳敏感器的光学系统中的结构参量设计和图像处理中的参量确定。太阳敏感器的成像实验结果表明，小孔阵列衍射光强分布图的仿真结果正确、太阳敏感器光学系统参量设计合理。小孔阵列衍射理论为太阳敏感器的光学系统设计和图像处理提供了可靠的理论基础。

纳米孔阵列的透射增强现象在许多领域都具有重要的应用和前景。采用时域有限差分(FDTD)方法对金属薄膜纳米孔阵列的透射增强特性进行了模拟研究。针对圆孔半径、薄膜厚度、阵列周期以及不同材料等因素进行了分析，讨论了不同参数条件下透射增强谱线的变化规律。研究表明大的圆孔半径和薄的薄膜厚度有利于提高透射性能，另外孔阵列周期较大时不利于增强透射。探讨了不同小孔形状对透射增强的影响，并采用矩形孔阵列进行了对比。最后通过改变薄膜材料计算了相应的透射性能。

基于菲涅耳衍射理论,研究了涡旋光经正六边形排布的多孔阵列衍射后的光强分布,分析了正六边形多孔阵列的结构参数对蜂窝状光场的影响。研究结果表明,衍射光场会随着相位结构发生周期性变化,得到蜂窝状或花瓣状的光强分布；圆孔半径会影响衍射光场的范围,正六边形的边长对条纹的宽度和间距存在影响。

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。