柔性微纳传感器的新兴发展对先进制造技术提出了更高要求。其中，激光融合制造充分集成激光增材、等材、减材加工形式，凭借高精度、非接触、机理丰富、灵活可控、高效环保、多材料兼容等特点突破了传统制造在多任务、多线程、多功能复合加工中的局限，通过激光与物质相互作用实现跨尺度“控形”与“控性”，为各类柔性微纳传感器的结构-材料-功能一体化制造开辟了新途径。本文首先分析激光增材、等材与减材制造的技术特点与典型目标材料，展示激光融合制造的技术优势，接着针对近年来激光融合制造在柔性物理、化学、电生理与多模态微纳传感器中的典型应用展开讨论，最后对该技术面临的挑战以及未来发展趋势进行了总结与展望，通过多学科交叉互融，开辟柔性微纳传感器制造新路径，拓展激光制造技术的应用场景。

渔业公司船多且作业队伍不固定，通过在每艘船上加装卫星通信终端来解决远洋宽带通信问题成本很高。根据船队分为指挥船与任务船两类，出海作业时每组由一艘指挥船带领若干任务船的特点，在指挥中心和指挥船之间建立卫星通信网络，在指挥船和任务船之间建立移动宽带多媒体通信网络，并辅以组播、路由自动切换等策略。建成后的系统可实现任意船只之间以及船与指挥中心间的宽带互联互通，指挥船与任务船随机组队时，链路可自适应，系统无需重新配置，指挥船与任务船间宽带通信距离大于20 km。该系统可大大降低渔业公司远洋宽带通信网络的建设成本与运营成本。

为满足低频振动信号精确测量的实际需要，设计了一种基于L 形刚性梁与弹性膜片结构的光纤布拉格光栅加速度传感器。进行了结构理论分析，并通过Matlab 仿真讨论了各结构参量对传感器灵敏度和谐振频率的影响，进行了参量优化设计。根据理论分析结果制作了加速度传感器并对其加速度灵敏度的幅频特性、线性响应和抗横向干扰特性进行了测试。实验结果表明，L形刚性梁的传动结构有效增强了结构稳定性，消除了传统悬臂梁结构带来的光纤光栅啁啾或反射谱多峰现象。加速度传感器在20~70 Hz的低频段具有平坦的灵敏度响应，加速度灵敏度可达220 pm/g，线性响应的相关度为99.98%；金属膜片使得该传感器具有较强的抗横向干扰能力，在工作频段内横向串扰为-32.73 dB。

将相移光纤光栅等效为法布里珀罗腔，进行理论分析与仿真，研究了折射率调制深度和光纤有效折射率对相移光纤光栅光谱的影响。在此基础上，分析和研究了相移光纤光栅退火前后光谱的变化规律。结果显示，载氢光纤退火后，由于色芯结构的变化，会导致调制深度和有效折射率分别降低了10-5和10-4数量级。等效腔长增加5%左右，从而使得相移光纤光栅整个光谱和透射窗口往短波方向移动。通过对实验室刻写的相移光纤光栅退火前后的光谱进行拟合，发现实验结果与理论分析基本一致，这对相移光纤光栅的刻写和分布反馈激光器（DFB）的制作有一定的指导意义。

通过建立复合腔模型，分析了外光反馈对单纵模分布反馈式（DFB）光纤激光器稳定性的影响，研究了外光反馈引起的相干坍塌阈值特性。通过采用模式分裂表征方法和相位噪声表征方法，对DFB光纤激光器的相干坍塌现象进行了对照检测，成功测量了瑞利散射和端面反射分别引起单纵模DFB光纤激光器发生相干坍塌时工作纵模的分裂情况，证明只考虑瑞利散射时DFB光纤激光器的阈值传导光纤长度小于200 m。实验结果和理论分析相吻合，验证了采用上述两种方法检测相干坍塌的可行性，对于DFB光纤激光传感阵列的结构设计具有指导意义。

随着光纤布拉格光栅(FBG)传感技术的飞速发展, 基于FBG技术的加速度传感器成为了一个新的研究和发展的方向。理论分析了FBG加速度传感器的基本原理, 重点介绍了基于FBG理论开发的加速度传感器探头结构的研究进展, 分析了探头结构的传感机理及性能指标, 指出了实际应用存在的关键技术问题, 并对未来的发展进行了展望, 为设计新型探头结构及探头的实用化提供了借鉴。

近年来，对地声信号的探测技术在石油天然气勘探、地面和近海岸安全警界、海洋远距离目标探测和地下管道监测等领域得到飞速发展。为实现对低频地声信号的高品质探测，设计了一种双光栅对称推挽式结构的光纤布拉格光栅地听器，进行了结构理论、仿真分析、优化设计和三维结构扩展的研究。结果表明，该结构地听器具有较高的灵敏度，可达765.6 pm/g；在1~120 Hz之间，灵敏度动态响应特性良好；具有温度自补偿功能和较好的方向性；能够方便的扩展到三维结构；具有较好的对低频地声信号探测性能力。

模场直径是光纤波导基模的特征参量。单模光纤中的功率密度与模场直径成反比。随着光纤激光器单模输出功率的不断攀升，纤芯中的功率密度不断增加，过高的功率密度会使光纤波导产生光学损伤和热损伤。基于锥形光纤模场分布近似模型，研究发现不同参数的拉锥光纤模场直径最小值位置对应的归一化频点具有规律性。采用有限差分波束传播法(FD-BPM)对不同波长、不同数值孔径下纤芯直径和模场直径的对应关系进行模拟，结果表明：模场直径最小值位置在归一化频率1.8附近，与光纤参数和波长的选取没有直接关系。这个特征参数可为高功率激光在光纤中功率密度最大值位置的快速确定提供依据，也为光纤光学理论增加了新的内涵。

理论分析了保偏光纤双折射效应，应用有限元法建立了保偏光纤的三维模型，得到了其横截面上的应力分布及归一化的双折射参数。选择3种全光纤构成的纯光学系统进行对比拍长测试实验，实验结果和理论模型计算结果十分吻合，并对比研究了几种测试方法的优缺点。选定一种光路结构简单有效的双折射测试系统，对高双折射光子晶体光纤进行测试，测得了其归一化的双折射参数，并计算得其拍长约为1.2 mm。研究结果对不同复杂结构保偏光纤的建模理论分析和拍长性能测试及高双折射光子晶体光纤设计制作后的性能测试有一定的实用价值。

搭建了基于光纤迈克耳孙干涉仪的跳模检测系统，对抽运调制条件下的超窄线宽掺铒光纤环形激光器的跳模特性进行了实验研究，测量了由抽运电流标定的表征跳模规律的跳模数据图。结果表明，随着抽运电流的不断增加，激光器先后经历模式稳定区、模式非稳区以及多纵模区三种状态；存在第二抽运阈值，当抽运强度超过这一阈值时激光器由单纵模跳变为非稳定的多纵模。掺铒光纤环形激光器的谐振腔因抽运热效应或外界扰动而变化时，会引发频率漂移与连续跳模现象。