制作了一种微型膜结构的全光纤在线珐珀干涉式高温传感器。该传感器是在单模光纤端面依次熔接一段大芯径空芯光纤和一段研磨的多模光纤膜片而构成的，因此，温度引起的珐珀腔光程差改变量由空芯光纤的热膨胀和温度引起腔内压强改变从而改变膜片的扰度两部分组成，从而使相同温度变化下传感器的光程差变化量更大，分辨率更高。实验结果表明，在100 ~650 ℃，该传感器单位温度变化的光程差变化量约为1.029 nm，温度分辨率约为1.5 ℃，测量线性度约为0.996 7，且滞回小，重复性好。这种膜结构的全光纤珐珀干涉式高温传感器因其体积小，温度分辨率高，将在多点高温测量领域有好的应用前景。

报道了高频CO₂激光脉冲在无限截止单模光子晶体光纤上写入的长周期光纤光栅的高温快速退火特性。实验发现以大约600 ℃为转折点,在退火温度低于600 ℃时,退火后的光栅谐振峰在低于退火温度的高温环境中的温度响应和应变响应都不稳定,线性度和重复性都较差;而在退火温度高于600 ℃而低于700 ℃时,退火后的光栅谐振峰在低于退火温度的高温环境中的温度响应和应变响应都很稳定,线性度和重复性也很好。如果将光栅加热到更高温度时,光栅会被慢慢部分擦除掉。通过对CO₂激光脉冲在光纤上写入光栅过程引入光纤轴向不均匀的应力在不同高温下释放效率和程度的分析,对该现象进行了解释。

通过在单模光纤后依次熔接一段大芯径空芯光纤和一段小芯径空芯光纤,制作了一种由小芯径空芯光纤形成环形反射面的全光纤法珀腔。由于这种环形反射面结构的中间通孔适合气体或低粘度液体进出,因此可将其应用于气体或低粘度液体的折射率测量。分析了这种结构形成光纤法珀腔的机理,并实验研究了这种基于环形反射面的干涉式折射率传感器,得到了这种传感器用于折射率测量时的分辨率约为1.652×10-6。可以预见这种具有环形反射面的法珀干涉式折射率传感器在有毒、易燃、易爆的气体以及低粘度液体的折射率或含量检测中具有极大的潜在应用价值。

利用空芯光纤制作的法布里珀罗(Fabry-Pérot,F-P)干涉传感器具有较低的温度敏感性,由于传感器干涉光光程差与空芯光纤制作的F-P干涉腔腔内介质折射率有直接依赖关系,提出在空芯F-P干涉传感器的腔内填充一种具有较强吸水性的新型纳米复合水凝胶从而构成一种温度低敏感的微型湿度计。当水凝胶通过吸收空气中的水蒸汽而使自身的折射率发生变化时,就会导致F-P腔干涉光的光程差发生变化,通过检测这一光程差的变化就可实现对环境相对湿度的测量。实验结果表明,填充自制的水凝胶,在38%-98%的相对湿度变化范围内,传感器的光程差从608.7180 μm变化到了604.0488 μm,在水凝胶折射率变化范围内,其光程差与相对湿度的灵敏度为77.82 nm/(1%)。

研究了一种基于悬臂梁结构的光纤法布里珀罗干涉式加速度传感器,光纤法布里珀罗腔是用电弧放电熔接方法将空芯光子晶体光纤(HCPCF)熔接在两根普通通信单模光纤中间而构成。这种法布里珀罗干涉结构对应变敏感,而对温度和弯曲不敏感。理论推导了悬臂梁自由端扰度与这种法布里珀罗干涉腔的腔长、干涉光强,以及光电探测电压之间的关系,得到了简化的加速度计算公式。实验证明这种结构测量加速度的可行性,在实验的基础上理论推导出这种系统测量加速度的分辨率约为8.42×10^-7 g,灵敏度为0.3386 V/g,提出了这种系统的进一步优化方法。

基于高频CO2激光在普通单模光纤上制作的长周期光纤光栅的应变和弯曲特性, 本文设计制作了一种新型的加速度传感器.基于等强度梁理论分析了梁振动与长周期光纤光栅输出光强之间的关系, 最后推导出了系统的加速度理论模型.文中搭建了长周期光纤光栅加速度计的实验测量系统.实验结果表明系统的加速度灵敏度约为2.82 v/g, 准确度约为8.96×10－4 g, 加速度测量误差约为0.82%.基于这种长周期光纤光栅的加速度计具有成本低、灵敏度较高等优点, 因此在振动测量、惯性导航等方面将具有较好的潜在应用价值.