为了克服传统单个光纤布喇格光栅传感器对温度交叉敏感的问题, 设计制作了一种基于双光纤布喇格光栅的以阻流件和弹性体为换能元件的流量传感器.该流量传感器采用弹性伞状结构体作为流量传感器的换能元件, 用硅胶树脂封装双光纤光栅的弹性伞状结构体, 起到了温度补偿的作用且提高了应变测量灵敏度.用有限元优化传感器结构, 在1～20 m/s的流速下利用ANSYS对传感器结构和传感器周围的流体场进行模拟分析, 并计算了传感器的灵敏度, 实验证明了硅胶树脂作为封装材料的优越性.进行了砝码干校法模拟实验, 完成传感器封装前后的性能测试, 通过提取该传感器的反射谱信号特征值, 得到封装前后传感器的载荷响应灵敏度分别为: 1.71 nm/kg, 0.103 nm/kg.表明该流量传感器结构简单、安装方便、具有较好的线性度和灵敏度.

根据倾斜光纤光栅(TFBG)和表面镀金的TFBG传感器测量折射率的基本原理, 通过OptiGrating软件模拟了不同浓度溶液下TFBG的透射谱和芯层模与某阶包层模耦合引起的谐振峰, 初步得出了TFBG各阶包层模随着外界折射率的增大而向右偏移、 在一定的传感范围内中心波长与外界折射率呈线性关系的结论。 用小型离子溅射仪对TFBG镀45 nm厚度左右的金膜, 并用扫描电镜在微观上观察镀膜效果。 通过不同浓度下的NaCl溶液、 MgCl2溶液、 CaCl2溶液实验, 对比研究了裸TFBG和镀金TFBG传感器对溶液折射率的传感特性。 从而验证了模拟仿真得出的结论并定量分析得知: 镀金后具有表面等离子体共振的TFBG溶液折射率灵敏度大于500 nm·RIU-1, 而裸TFBG为2 nm·RIU-1左右, 大约提高了200～300倍, 且在一定范围内中心波长与溶液折射率的线性拟合度都在0.99以上。

介绍了倾斜光纤光栅作为折射率传感器的测量原理，给出它的倾斜角8\O与中心波长1550 nm的反射谱与透射谱，分析了具有表面等离子的倾斜光纤光栅传感机理。为验证折射率传感的可能性与优点，进行了蔗糖浓度溶液的裸倾斜光纤光栅与镀金的倾斜光纤光栅的折射率测量分析，证明镀金后的表面等离子效应倾斜光纤光栅折射率传感器其灵敏度大大增加。

为使单模光纤耦合器可作为传感器应用，分析了单模光纤耦合传感器的敏感机理，依据传感器耦合输出与传感器耦合区长度及耦合区振动频率存在的关系实现了应变和振动检测。基于微应变仪和等强度悬臂梁搭建了应变和振动检测系统，分析了耦合型光纤传感器的静态响应特性和温度、横向压力干扰对其输出耦合比的影响，讨论了该传感器的低频和高频响应特性。实验结果显示，该类型传感器对应变的响应非常灵敏，耦合比在10%~90%的线性关系良好，且温度漂移影响可以稳定在0.5%以内。与压电振动传感器的测试对比，该传感器可更好地实现0~50 Hz低频和4 kHz高频振动检测。上述结果表明，耦合型光纤传感器可基本实现对应变和振动参数的检测，但面向实用化还要考虑耦合区材料、结构本身、制作工艺等因素的影响。

为验证分布反馈光纤激光器水听器具有抗干扰强、动态范围大、灵敏度高等独特优点,进行了该水听器的系统设计, 并给出分布反馈光纤激光器的输出特性曲线.采用非平衡M-Z光纤干涉仪进行分布反馈光纤激光器水听器的解调, 结合工作点扫描和控制的测量方法, 利用压电陶瓷相位调制器来进行相位补偿, 使系统稳定工作在最灵敏处.采用制作的光纤干涉仪, 搭建室内水听器模拟对比实验, 通过扬声器产生1.34 KHz和7.24 KHz的高频周期激励信号, 以及对水听器进行敲击激励, 分析水听器的响应.进行了激光器水听器和压电水听器低频频响特性对比测试, 实验得出光纤激光器水听器的光电探测输出信号的信噪比高, 可以准确、可靠地反映原始声信号.

介绍了分布式光纤温度传感检测原理及采用拉曼散射型分布式光纤温度传感器并将其与高速采集处理电路集成的检测方式.分析了分布式光纤温度传感技术应用于隧道火情监控的优越性.结合计算机及现场Modbus网络构建了隧道监测网络,同时还介绍了开发隧道监测网络的软硬件设计过程.现场实验表明,分布式光纤温度传感技术具有良好的应用前景和较高的推广价值.