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介質中不能發生的特性或將引發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定性，主要成果如下：

　　第一，利用傳統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生調制不穩定性，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定性增益譜的范圍并最終使不穩定性區域重合，而降低耦合器通道間的耦合系數可減少調制不穩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耦合波導有明顯差異。另外，通過對透反系數的分析發現從常規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材料的混合使用的光學器件研究提供了有價值的借鑒。