光在耦合光学波导管中的传播是目前原子分子光物理研究中的热点研究课题,近年来吸引了众多科学家的研究兴趣.该研究在物理、化学和生物系统中都有很多潜在的应用,比如波导管之间的能量转移、模式转换、极化旋转、量子信息交流等.由于耦合波导管中的空间动力学和由外加电磁场驱动的量子系统的时间动力学具有相似性,许多量子系统中的控制方法可用来对光在波导管中的传播过程进行操控.本论文在介绍光波导耦合器发展历史、应用、设计目标以及光学系统和量子系统相似性的基础上,对三波导耦合系统中的绝热光传输问题开展研究,我们的工作主要包括两个部分.对于不考虑与波导结构相关的非线性项的耦合波导系统,我们运用缀饰态方法研究了波导系统的绝热光传输问题.该方法不需要在哈密顿量中引入额外的耦合项就可以实现量子态的加速绝热转移.我们借助Vitanov模型和Gaussian模型,利用该方法设计了光转移、光分裂以及任意比例光分束波导耦合器.与受激拉曼绝热通道波导耦合器相比,新设计的耦合器的优点如下:能显著地减少波导耦合器的设备长度,并使光能量的转移效率接近100%;对于参数的变化是更具稳定性.我们进一步提出了实验设计方案:通过改变不同波导管之间相对距离,调整到合适的耦合常数,以实现高保真的光转移、光分裂以及任意比例光分束.该方法可以应用到更复杂的集成光学设备中.对于考虑与波导结构相关的非线性耦合波导系统,我们采用Resonancelocked反控制方法设计了非线性波导管耦合器.该方法能在具有非线性效应的三能级量子系统中有效控制量子态布居数的转移.利用该方法,我们设计了光转移和光分裂波导耦合器.相比较原来的波导耦合器,新设计的耦合器在强非线性效应下也能实现稳定的光转移和光分裂.我们进一步提出了实验设计方案:通过离子交换技术改变各个波导管横截面上的折射率,使传播常数符合设计的要求,以抵消由于光源功率过大引起的三阶非线性项,使非线性耦合波导系统可以实现高效率的和具有较好鲁棒性的光转移和光分裂.该方法也适用于更复杂的非线性光学系统.