提出了一种干涉型微纳光纤磁场传感器，由微纳光纤干涉仪和TbDyFe 超磁致伸缩棒构成，单模光纤经过熔融拉锥形成双锥型微纳光纤干涉仪，与TbDyFe 超磁致伸缩棒平行固定封装，磁场作用下磁致伸缩棒和微纳光纤干涉仪发生轴向应变，引起干涉谱的波长漂移，形成波长编码型的光纤磁场传感器。实验结果表明，相同应变特性的微纳光纤干涉仪，磁致伸缩棒直径越小，磁场灵敏度越高，直径为2 mm的TbDyFe磁致伸缩棒组成的光纤磁场传感器灵敏度可以达到0.178 nm/mT，该传感器结构简单，易于制备，成本低廉，响应快，可以实现微弱磁场的高灵敏探测。

长周期光纤光栅的刻写、使用都需要在一定的应力下进行, 通过实验详细分析了应力对长周期光纤光栅刻写时、刻写后2个阶段谐振波中心波长、衰减深度等特性的影响。实验结果表明: 应力对谐振波中心波长无影响, 对谐振波衰减深度影响较大, 并且对长周期光纤光栅不同阶段性能的影响不同。刻写时, 40 g砝码提供的应力可以刻写出特性优良的长周期光纤光栅; 刻写后, 继续增加应力可以进一步提升长周期光纤光栅的性能。

为了满足全光网络中大容量数据上传、下载的需求, 提出了一种结合波分复用(WDM)、偏振复用(PDM)以及空分复用(SDM)的可重构光分插复用器(ROADM), ROADM使光分插复用器(OADM)上传、下载的能力提升了12倍。对基于WDM和PDM的OADM进行实验搭建和性能分析, 结果表明, 基于WDM和PDM的OADM不仅能够实现密集WDM, 还能稳定地实现PDM, 主要输出端口的偏振态稳定度达到0.01, 偏振分束器输出端的快、慢轴分光比接近1∶1, 插入损耗小于9 dB。对基于光子灯笼(PL)和SDM的OADM进行模型搭建, 分别实现了6种模式和3种模式的复用, 结果表明, 基于PL和SDM的OADM不同模式间的有效折射率差大于6×10-4, 模间串扰小、隔离度高。

因利用传统等截面简支梁调谐光纤布拉格光栅会产生啁啾现象，设计了一种新型的等边菱形纯弯梁结构，本结构不会产生啁啾现象，其理论研究和实验研究一致。新型菱形梁可以实现裸纤(光纤布拉格光栅)8 nm 的调谐范围，调谐线性拟合度高达99.9%，调谐过程中光纤布拉格光栅3 dB 带宽无畸变。该纯弯梁具有良好的对称性，实现了光纤布拉格光栅的线性无啁啾调谐。

长周期光纤光栅是透射谱光栅，纤芯基模与同向各阶包层模发生耦合，谐振波长和幅值对外界环境的变化非常敏感，比传统布拉格光纤光栅具有更好的温度、应力、弯曲、扭曲、横向载荷、折射率等的传感特性。由于长周期光纤光栅对两个或者多个参量都是敏感的，当光纤光栅用于传感测量时，很难分辨出各个参量分别引起的被测量的变化，交叉敏感问题比布拉格光纤光栅严重的多。交叉敏感是光纤光栅传感中的关键问题。分析了目前较为典型的解决策略和方案，在此基础上提出了联系的思想和解决方案，提出并实验验证了一种解决长周期光纤光栅温度传感测量中应力与温度的交叉敏感问题。充分利用了LPFG温度与应变交叉敏感的现象，利用联系的思想，将应变对温度的负面干扰转变为正面的增敏。

提出一种基于光纤布拉格光栅(FBG)的可调谐双向光分插复用器(Bi-OADM)，并对该OADM 进行了理论分析和实验搭建。分别利用开环和闭环压电陶瓷(PZT)对OADM 的上/下载波长进行调谐，调谐范围可达到6 nm(商用的8 波长复用系统波长范围为5.6 nm)，实验发现在小电压时采用开环控制，在大于80 V 时采用闭环控制，加载电压和卸载电压曲线重复性好。与此同时利用光开关和可选择路径机制，使OADM 具有双向传输的功能，实验结果显示可调谐Bi-OADM 的插入损耗能降低到4 dB，由于采用了双向结构，当某一方向的光路(顺行)发生断路时，另一方向(逆行)能够继续传输信号，因此大大提高了OADM 的可靠性。

提出了一种结构新颖的基于Mach-Zehnder 干涉仪和光纤光栅的光分插复用器。它由Mach-Zehnder 干涉仪、2 个环形器和3 个光纤光栅构成，2 个环形器之间的光纤光栅起波长选择开关作用，调节光纤光栅的中心波长，可以实现光信号的上下载或直通功能，光信号上下载时通道的最大隔离度大于23 dB，同频串扰低于-40 dB，该系统不仅可以实现针对特定波长的上下载，还可以实现对上下载波长的可调谐。基于Mach-Zehnder 干涉仪和光纤光栅的新型结构光分插复用器具有结构简单、成本低、灵活性强等特点，在光纤通信波分复用系统中具有良好的实际应用价值。

提出了一种基于压电陶瓷闭环控制的线性可调谐环形腔光纤激光器。光纤激光器环形腔结构中光纤光栅固定在压电陶瓷上，通过控制压电陶瓷改变光纤光栅波长，从而改变环形腔光纤激光器的波长，构成基于压电陶瓷的可调谐环形腔光纤激光器。应变传感器贴附在压电陶瓷上，实时监测压电陶瓷的步长变化，通过惠斯顿桥式电路反馈给驱动控制系统，并补偿和修正压电陶瓷固有的磁滞和蠕变特性，形成压电陶瓷闭环控制系统。实验结果表明基于压电陶瓷闭环控制的可调谐环形腔光纤激光器调谐线性度好，波长调谐范围可达0.9 nm，线宽为4 kHz，波长稳定性为±0.01 nm，功率稳定性为±0.3 dB。

长周期光纤光栅的谐振波长与温度的变化基本呈线性关系，线性拟合的标准差可以表示长周期光纤光栅损耗峰对应波长的波动性。提出了一种初步衡量长周期光纤光栅的温度传感性能优劣的方法，即用长周期光纤光栅温度灵敏度与拟合标准差的比值P的大小来判断长周期光纤光栅的温度传感性能优劣。大量的实验数据证明，长周期光纤光栅温度传感特性的优劣与参数P的大小是一致的，即P值越大则长周期光纤光栅的温度传感特性越好，P值越小则长周期光纤光栅的温度传感特性越差。