光纤与光芯片的上表面耦合的倾斜角度是影响光耦合效率的关键因素之一，针对传统角规测量法效率低、精度差和不稳定等问题，采用坐标系重构方法和图像处理技术实现了对光纤倾斜耦合角度的快速精密测量。首先，在常规图像角度测量的基础上引入棋盘靶标进行坐标系重构，降低了CCD在光学放大获取微小光纤的图像信息时光轴轻微转动引起的误差。然后，为了在降低噪声影响的同时保障光纤直线特征的检测精度，对比了Hough变换和图像细化两种提取光纤直线参数的算法，结合直线元素在投影面的三角关系获得了光纤倾斜角度。实验结果表明: 基于Hough变换的直线提取算法误差在±0.1°，平均运算时间为0.370 s，实现了对微小尺寸下光纤倾斜耦合角度快速精确地测量。

受激布里渊散射会影响少模光纤传输系统中的信噪比、 传输距离与传输容量, 是影响传输系统入纤功率提高的重要因素。 对阶跃型少模光纤的受激布里渊散射谱的阈值进行了研究, 运用了布里渊散射谱、 模式联运谱的数学模型对少模光纤散射特性进行了分析, 探讨了少模光纤布里渊散射增益谱、 阈值增益系数, 以及光纤各参量对少模光纤阈值的影响。 分析结果表明: SI-10阶跃型少模光纤中存在五种不同的传播模式, 不同模式有各自的传输常数以及有效折射率, 各模式相互作用导致模式展宽、 增益降低, 且布里渊散射谱峰值增益系数为3.9×10-11 m·W-1。 阈值增益系数受到光纤传感距离的影响, 在相对较短距离传输中阈值急速下降, 且其趋势随长度增加渐趋平缓, 当光纤长度达到22 km时阈值增益系数趋于常数18.1。 少模光纤的阈值因光纤长度的递增而递减, 且递减趋势渐缓趋于常数20.5 dBm; 少模光纤不同模式受激布里渊散射的阈值也因光纤长度的递增而递减最终趋于常数, 且不同模式的阈值因模式阶数的递增而递增; 少模光纤的阈值随着光纤衰减系数和纤芯半径的递增而递增, 且增加趋势缓慢增大。 不同衰减系数的光纤其阈值在不同长度趋于常数, 衰减系数越大受激布里渊散射阈值越大越容易趋于一常数。

为了解决在复杂电磁环境下大位移量的监测问题，实现对大型机械和工程结构健康安全状况的实时监测，设计了一种基于悬臂梁结构的可调量程拉绳式光纤布拉格光栅位移传感器。悬臂梁两侧对称粘贴了两个不同中心波长的光纤光栅，当悬臂梁自由端的位置发生变化时，两个光纤光栅分别受到拉力和压力，因此光栅的中心波长向相反方向漂移。通过对两个中心波长差值与位移量关系的标定，可以排除温度的影响，实现对位移量的测量。传感器采用了拉绳式的位移传递方式，使得传感器的安装位置及测量方式更加灵活；便于拆装的位移转换装置，可以方便地调整传感器的量程，使其具有更广泛的适用性。位移传感实验结果表明，在传感器量程为60 mm时，位移传感器的平均灵敏度为47.7 pm/mm，相关系数达到0.998，重复性误差为2.83% FS，迟滞误差为1.02% FS。该位移传感器具有结构简单、量程可调的特点，可以满足不同环境下的位移测量需求。