近年來，超常介質(zhì)因其負(fù)的介電常數(shù)和磁導(dǎo)率產(chǎn)生獨(dú)特的而在常規(guī)介質(zhì)中不能發(fā)生的特性或?qū)⒁l(fā)了一場電磁學(xué)的革命。人工設(shè)計(jì)超常介質(zhì)其構(gòu)成單元的幾何形狀、尺寸、嵌入物、排列方式等因素決定了超常介質(zhì)的電磁參數(shù)如介電常數(shù)、磁導(dǎo)率等，這樣就為操控光的電場和磁場分量提供極大的自由發(fā)揮空間。本文基于光在超常介質(zhì)中傳輸理論，研究了光在含超常介質(zhì)的非對稱耦合器中傳輸?shù)男绿匦?，著重研究了光在含超常介質(zhì)的耦合器中時空調(diào)制不穩(wěn)定性，主要成果如下：

　　第一，利用傳統(tǒng)的非線性光學(xué)的基本原理，結(jié)合超常介質(zhì)的新特性，基于Maxwell方程組建立含超常介質(zhì)反向定向耦合波導(dǎo)物理模型，揭示了超常介質(zhì)磁響應(yīng)特性與超短脈沖在耦合波導(dǎo)中傳輸機(jī)理，為研究了各種因素對調(diào)制不穩(wěn)定性提供了理論基礎(chǔ)。

　　第二，研究含超常介質(zhì)的不對稱反向定向耦合器中的時空調(diào)制不穩(wěn)定性，明確了輸入功率、前向波和后向波功率比、通道間的耦合系數(shù)等對時空調(diào)制不穩(wěn)定性的影響。結(jié)果表明：在這種新型耦合器中只有當(dāng)橫向波數(shù)超過一定閥值時才會發(fā)生調(diào)制不穩(wěn)定性，增加輸入功率或減少前向波和后向波的功率比都會擴(kuò)大調(diào)制不穩(wěn)定性增益譜的范圍并最終使不穩(wěn)定性區(qū)域重合，而降低耦合器通道間的耦合系數(shù)可減少調(diào)制不穩(wěn)定性的增益峰值但拓寬增益譜的范圍。超常介質(zhì)的電磁參數(shù)可調(diào)諧特性為實(shí)現(xiàn)調(diào)制不穩(wěn)定性的主動調(diào)控和孤子的形成提供了新的方法和手段，并對比了在傳統(tǒng)耦合器件和含超常介質(zhì)耦合器件不同傳輸特性。。

　　第三，建立了反向定向耦合波導(dǎo)電磁仿真模型，通過對模型的電磁仿真發(fā)現(xiàn)：不同的入射通道使耦合光波的損耗影響各異，場強(qiáng)、透射比等器件的重要電磁參數(shù)也與常規(guī)耦合波導(dǎo)有明顯差異。另外，通過對透反系數(shù)的分析發(fā)現(xiàn)從常規(guī)材料直接入射比從超常波導(dǎo)通道入射耦合的情況，損耗更加明顯。通過對該類型的波導(dǎo)的研究為超常介質(zhì)與常規(guī)材料的混合使用的光學(xué)器件研究提供了有價值的借鑒。