光场调控是指通过光场与物质相互作用过程的精密调控,旨在获得包括偏振、相位、频率、振幅等维度在内的新型光场,从而应用于信息、化学、生命和材料等领域。近年来,由于结构简单,对相位调制器、电光和声光调制器的兼容性好,合成光子晶格作为一类新的调控光场工具吸引了人们的广泛关注。合成光子晶格由定向耦合器连接两个长短不同的光纤环组成。通过将光纤环内光脉冲的场振幅投影到双光纤环平均长度的倍数和长度差的倍数两个维度上,构建了一种新的周期性离散光学系统,为人们研究时间域和空间域中光波动力学提供了极具价值的研究和应用平台。基于此,大量全新的光学现象纷纷被发现,如时间反转光传输、拓扑界面态以及光的超流动性等。本论文基于厄密和非厄密量子力学理论、结合耦合模理论、相环流和非线性理论,系统研究了单脉冲在合成光子晶格中的光反射和透射现象,以及光脉冲非线性传输过程,旨在丰富合成光子晶格调控光场的理论,揭示光脉冲在时空域的演化规律。具体研究内容如下:第一章介绍了厄密/非厄密光子学和合成光子晶格的基本概念;描述了合成光子晶格的研究进展;重点介绍了厄密/非厄密合成光子晶格的研究现状,并探讨了本论文的研究意义。第二章理论构建了厄密二元合成光子晶格物理模型,分析了脉冲的动力学方程,解析求解了体系色散关系。依据晶格的二元特性,理论推导了晶格界面处高斯光束的透射率;基于群速度色散的物理定义,分析了光脉冲在界面处的传输情况。进一步结合仿真手段,模拟了光脉冲在二元合成光子晶格界面处的透射和反射现象。研究发现,当相位分布和波矢量满足一定条件时,界面处的光脉冲可以实现无衍射的全反射,且长、短光纤环中的能量恰好完全交换,即实现了反常反射现象。本研究结果为实现新型光开关提供了指导意义。第三章创新性的构建了反PT对称二阶合成光子晶格。基于脉冲在时空晶格的演化动力学,分析了晶格的能带关系,并探究了克尔自聚焦非线性对光传输的影响。然后,采用理论和仿真的手段系统研究了晶格中的双脉冲孤子动力学过程。研究发现,初始相对相位差、横向脉冲间隔、非线性作用和非厄密项均会对双孤子的形成、演化和相互作用产生影响。本工作对于掌握多个光信号在光学系统中的传输和演化规律,尤其是弄清光脉冲在光学开关和逻辑门中的调控机制具有重要的物理意义。第四章为本论文的总结与展望部分。该部分首先是对论文工作做了系统总结和概括,接着探讨了未来工作的方向和重点。