以光纤光栅为传感元件的测量系统在航空航天、石油化工、****等领域得到了越来越多的应用，在需要对振动冲击、动态应变等进行测量的场景中，对光纤光栅特征信号进行高速高精度解调是保障光纤光栅传感技术有效应用的关键。本文对光纤光栅高速动态信号解调方法的国内外研究现状进行了综述，按照光谱、光强、相位、微波频谱等对光纤光栅解调方法进行分类，介绍了各解调方法的原理与典型应用，对现阶段各解调方法所能实现的主要技术指标进行了分类整理。最后，对各方法的优缺点进行了对比分析，对一些涉及高速动态测量的场景以及对应可能采用的高速解调方法进行了梳理，并对高速光纤光栅解调方法的未来发展方向进行了展望。

车载抬头显示系统（HUD）通过挡风玻璃反射形成虚像，由于存在光学系统像差，实际虚像并非呈理想平面分布。在现有HUD虚像测量方法中，虚像被视为垂直光轴的平面图像处理，这与实际情况明显不符。为了解HUD虚像的特点，提出利用光线追迹求解最小弥散圆位置来确定眼动范围内HUD虚像像点三维坐标的方法，由此得出不同位置处观察的HUD虚像形貌；进一步建立了基于双目视觉的HUD虚像测量模型，分析了双目基线和相机参数对测量误差的影响，最后对实际HUD虚像进行了三维坐标测量实验。实测虚像形貌与仿真结果基本一致，整体平均相对误差为2.5%。本文方法可以进一步应用于增强现实HUD系统等虚像的三维形貌测量。

采用488 nm连续激光在相同曝光量条件下对氧化石墨烯样品进行光照还原实验, 并通过透射率和电阻率来表征还原氧化石墨烯的性质.结果表明：在还原过程中, 通过透过率和电阻率表征的还原程度呈现相同的变化趋势.此外, 还原过程分为两个步骤：达到相对稳定状态之前和达到相对稳定状态.在达到相对稳定状态之前, 激光功率密度越低, 样品的还原程度越高; 但当达到相对稳定的状态后, 激光功率密度越高, 样品的还原程度越高.基于rGO中含氧官能团的变化, 通过光子穿透能力和光对rGO的带隙调制作用对这一现象进行了分析.

分析了光纤布拉格光栅(FBG)反射光谱的获取方式,根据反射光谱的特征,提出了利用相关系数改进FBG应变分布解调算法中优化目标函数的理论方法。结合差分进化算法,对改进算法与传统算法的性能进行了对比仿真。仿真结果表明,传统算法仅适用于能获知FBG真实反射率的情况,而改进算法还适用于无法获知FBG真实反射率的情况,所提方法提升了FBG应变分布解调算法的实际应用能力。

将石墨烯薄膜置于不同环境气氛中, 探究其在不同波长和功率密度可见光辐照下的导电特性.结果表明, 石墨烯薄膜在不同条件光照下电阻缓慢上升, 光照停止后电阻缓慢下降.氮气环境下石墨烯导电性能最稳定,真空下变化最大, 在相同功率密度红光辐照下, 样品在氮气、大气和真空下相对电阻变化分别为0.09%、0.22%、0.4%.相同环境下, 波长越短, 光子能量越大, 对样品影响越大, 在大气环境下, 相同功率密度的蓝光、绿光和红光对样品相对电阻的影响分别为20%、3%、0.22%.

光纤法布里-珀罗传感器作为一种干涉型的光纤传感器, 近10余年来进入了高速发展期, 在航空航天、石油化工、能源、土木和其他特殊行业得到应用, 尤其是在高温、高压、强辐射、狭小空间等特殊工作环境下展现出独特优势。从光纤法布里-珀罗传感器的基本原理出发, 回顾了其发展历史, 并分别从传感器、解调方法、硬件系统、应用技术等几个方面详细介绍了近期的技术进展以及未来的发展趋势。

采用可见光波段的488 nm、518 nm和637 nm激光对氧化石墨烯薄膜样品进行光照还原实验, 并实时测量还原氧化石墨烯的透过率和电阻率, 通过其变化规律表征不同波长的激光对氧化石墨烯还原程度的影响.结果表明: 氧化石墨烯的透过率和电阻率在不同波长激光照射下呈现不同的变化规律.采用488 nm激光照射时, 在激光功率密度很小的条件下, 氧化石墨烯即可发生还原反应, 还原过程符合光化学还原规律; 采用518 nm与637 nm激光照射时, 只有当激光功率密度大于某一阈值时, 氧化石墨烯才发生还原反应; 激光波长越长, 功率阈值越高; 还原过程符合光热还原规律.该研究结果可为光还原石墨烯薄膜的图案化工艺改进提供参考和依据.

为探究光纤法布里-珀罗传感器条纹计数法的解调准确度, 对基于波峰波谷复合算法的条纹计数法的腔长解调误差及其影响因素进行了理论推导、仿真分析和实验验证.结果表明: 光纤法布里-珀罗传感器干涉光谱的干涉级次及干涉级次差、波峰波谷的位置准确度是影响解调准确度的主要因素; 干涉级次随腔长的变化导致腔长解调结果产生周期性跳动误差, 跳动周期约为光源中心波长的1/4; 周期性跳动误差的幅度受波峰波谷位置准确度的影响, 波峰波谷位置准确度越低, 周期性跳动误差幅度越大, 腔长解调误差越大.

不断提高以掺铒光纤为核心的光纤器件功率是研究与应用领域中的一个重要课题。 高功率光纤器件内能量聚集会发热升温, 造成器件光谱参数性能显著变化, 进而造成以掺铒光纤为核心的光学器件的性能发生显著变化。 因此对掺铒光纤在大温度范围下的光谱性能进行研究具有重要意义。 利用斯塔克能级展宽理论建立了掺铒光纤吸收系数与温度的关系模型, 在此基础上结合McCumber理论仿真计算了掺铒光纤荧光寿命与温度的关系。 以OFS-MP980型掺铒光纤为实验对象, 测量了掺铒光纤在常温至900 ℃范围内的吸收光谱、 发射光谱。 结果表明, 温度升高造成980 nm波段吸收系数整体下降, 且吸收系数的峰值波长增加, 平均增加率0.625 nm/100 ℃。 1 530 nm波段吸收系数整体展宽, 且峰值吸收系数下降, 平均下降率为-0.19 dB/100 ℃。 600 ℃以内荧光寿命随温度呈近似线性下降, 下降率为-0.23 ms/100 ℃。 600 ℃以内理论模型能够反应温度造成峰值吸收系数、 荧光寿命近似线性变化的趋势。