提出了一种基于超弱光纤光栅阵列的长距离传感系统。基于超弱光纤光栅的离散分布和高信噪比特点，采用分段采集的方法降低系统对数据缓存和计算能力的要求，利用ZYNQ（ZYNQ-7035 All Programmable SoC）嵌入式底层硬件实现对选定空间上10 km传感段的解调。采用OptiSystem软件仿真分析系统的功率预算，精准设计入纤脉冲光功率以及拉曼光纤放大器的配置，结合电路的动态分段增益，实现长距离传感系统中的功率均衡，并搭建实验系统予以验证。结果表明：系统工作距离可以达到50 km，传感信号的强度波动小于2.2 dB，空间分辨率为1.5 m，解调速度为0.3 Hz，远端的解调精度稳定在6 pm以内，温度测量精度为±0.15 ℃，应变测量精度为±5.5 με。系统整体性能优于传统的分布式布里渊传感系统，且具有良好的可扩展性，在长距离光纤温度、应变感测上具有明显的技术优势。

基于化学交联法和静电吸附法，制备了一种基于氧化石墨烯（GO）-金纳米颗粒（AuNPs）-葡萄糖氧化酶（GOD）的新型比色葡萄糖生物传感器。GOD会催化葡萄糖氧化生成H₂O₂，生成的H₂O₂进一步诱导GO-AuNPs局部表面等离子体共振（LSPR）带的变化，从而实现葡萄糖的检测。GO改善了复合颗粒的稳定性，降低了金属颗粒的生物毒性，还改善了传感器的响应。通过透射电子显微镜（TEM），拉曼光谱和紫外可见分光光度计分别对复合颗粒的微观结构和光学性质进行了表征，并系统地研究了传感器的最佳检测条件，使开发的比色传感器对葡萄糖质量浓度具有高灵敏度和高选择性，并实测到传感器的灵敏度为14 nm/（mg/mL），范围为0~1.6 mg/mL，可用于实际检测。这项工作结合了GO和AuNPs的优势，显示了在葡萄糖检测领域简单，稳定和具有成本效益的应用前景。

电压的实时测量是电力系统稳定、安全的关键。提出了一种基于啁啾光纤光栅的电压传感器,利用压电陶瓷的逆压电效应带动黏贴在其上面的传感啁啾光栅发生形变,使传感啁啾光栅的波长发生漂移,通过检测传感啁啾光栅和参考啁啾光栅反射光包络的强度变化,获取被测电压的幅值和频率信息。理论分析了电压与光功率变化的关系,搭建了带温度补偿的双啁啾光栅传感系统,实验研究了传感器的静态和实时动态特性。实验结果表明,该传感器的相关系数R2为0.999 8,电压灵敏度达到0.048 mW/V,既能直接检测直流电压,也能较好地检测交流电压及其频谱信息,为在复杂环境评估电能质量提供了参考。

A time division multiplexing of 106 weak fibers Bragg gratings (FBGs) based on a ring resonant-cavity is demonstrated. A semiconductor optical amplifier is connected in the cavity to function as an amplifier as well as a switch. The 106 weak FBGs are written along a SMF-28 fiber in serial with peak reflectivity of about -30 dB and equal separations of 5 m. The crosstalk and spectral distortion are investigated through both theoretical analysis and experiments.

An interrogation system based on two semiconductor optical amplifiers for weak fiber Bragg gratings (FBGs) was proposed. The first semiconductor optical amplifier (SOA) was used to modulate the light, and the second SOA separated the reflected signal from the different FBGs through delayed switching. The proposed system has lower insertion loss and higher spatial resolution, and can interrogate the time- and wavelength-division multiplexed FBG array. Up to 50 FBGs, with a reflectivity of 0.2% and a spatial resolution of 5 m along the optical fiber, were distinguished to demonstrate the interrogation system.

神经纤维膜电位动力学特性与神经信息的传导和编码密切关联。目前，传统电生理测量方法无法同时对膜上多个部位的动作电位进行快速检测。利用非线性光学二次谐波方法，通过数学建模，研究了髓鞘神经纤维动作电位编码的二次谐波信号特征及其检测灵敏性，并将其用于分析由压力引起的神经纤维形态改变，包括轴突直径和髓鞘厚度的改变，实现神经传导信息变化的快速检测。发现神经纤维膜电位的变化可以通过光学二次谐波信号的特征来表征。当神经纤维严重脱鞘时，其上的动作电位会产生明显的传输阻滞。结果表明光学二次谐波技术有望成为神经纤维损伤状态快速检测的一种有力手段。

对基于光时域反射仪(OTDR)的螺旋型分布式光纤传感器的工作机理进行了分析，通过试验获得了光纤宏弯曲损耗-位移的拟合曲线,以及该曲线与工作波长、棒体直径的关系。研究结果表明：该螺旋型分布式光纤传感器具有监测量程大、定位精度高的特点，通过优化工作波长和棒体尺寸，可以进一步提高传感器的量程和性能。