近年來，超常介質因其負的介電常數和磁導率產生獨特的而在常規(guī)介質中不能發(fā)生的特性或將引發(fā)了一場電磁學的革命。人工設計超常介質其構成單元的幾何形狀、尺寸、嵌入物、排列方式等因素決定了超常介質的電磁參數如介電常數、磁導率等，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中傳輸理論，研究了光在含超常介質的非對稱耦合器中傳輸的新特性，著重研究了光在含超常介質的耦合器中時空調制不穩(wěn)定性，主要成果如下：

　　第一，利用傳統(tǒng)的非線性光學的基本原理，結合超常介質的新特性，基于Maxwell方程組建立含超常介質反向定向耦合波導物理模型，揭示了超常介質磁響應特性與超短脈沖在耦合波導中傳輸機理，為研究了各種因素對調制不穩(wěn)定性提供了理論基礎。

　　第二，研究含超常介質的不對稱反向定向耦合器中的時空調制不穩(wěn)定性，明確了輸入功率、前向波和后向波功率比、通道間的耦合系數等對時空調制不穩(wěn)定性的影響。結果表明：在這種新型耦合器中只有當橫向波數超過一定閥值時才會發(fā)生調制不穩(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大調制不穩(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可減少調制不穩(wěn)定性的增益峰值但拓寬增益譜的范圍。超常介質的電磁參數可調諧特性為實現調制不穩(wěn)定性的主動調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耦合器件不同傳輸特性。。

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