理论分析了光纤干涉型光学相控阵扫描角度与扫描控制电压的关系, 提出了扫描角度与电压关系的实验方法, 即按照场点定点的光强间接测定一定扫描控制电压对应的扫描角度; 采用M-Z型干涉光路来模拟2光路的光纤干涉型相控阵进行模拟实验, 通过改变相位调制器上的控制电压, 对场点定点接收到的光强大小进行测试, 反演出光纤干涉型相控阵实际的扫描角度。实验结果表明: 扫描控制电压在相位调制的半波电压范围内, 扫描控制电压要比集成波导阵列的控制电压小得多,扫描角度为0~6.2 mrad, 在此范围内, 扫描角度的实验值与理论值较好吻合。该模拟实验研究可以为光纤干涉型光学相控阵的远场扫描特性的进一步研究提供参考。

为解决光纤干涉型相控阵在实际实用中的扫描控制问题,建立了一种基于相位调制的光纤干涉型光学相控阵扫描控制的理论模型。该模型以光纤作为相控阵阵元,采用傍轴近似和远场近似,通过加载在相位调制器上的扫描控制电压实现光束的扫描;讨论了一种扫描电压的[-π,π]加载方式;对扫描角度、阵元间距,以及相位调制器参数间的关系进行数值分析,还验证了相控阵路数与调制系数对扫描分辨率的影响。结果表明:通过[-π,π]的扫描电压加载方式,可以把控制电压控制在±V_π(半波电压)范围内;在相控阵阵元间距一定时,随着相位调制器长高比的增大,在小角度范围内,扫描角度呈线性增大;相控阵路数越多,调制系数越小,分辨率也就越高。在一维光纤阵元间距为125 μm时,当相位调制器的长高比为10 ³量级时,最大扫描角度可达0.1 rad;当调制系数为0.3,一维光纤阵元为50时,扫描分辨率可达210。

全光纤干涉式传感结构作为一种新兴的高灵敏度和高光学集成性光纤传感器, 由于其传感特性与其结构密切相关, 使传感器设计更加灵活, 因此, 传感机理及如何提高测量性能成为研究该类传感器的关键。文章利用有限差分光束法得到全光纤干涉式传感结构中传感光纤部分去包层和弯曲时的输出光谱, 再通过傅里叶变换得到空间频谱情况与色散方程进行比对, 最终获得两种增敏方式下主要参与耦合包层模的情况。结果表明, 相较于未增敏前, 增敏后参与耦合的包层模数量有所增多, 阶数有所增高, 且在一定范围内, 弯曲半径越大, 主要参与耦合的包层模阶数越高。

光纤干涉光谱仪由于其体积小、分辨率高、抗电磁干扰和耐高温的特点, 广泛应用于各种领域的物质检测中。设计了一种使用电动光纤延迟线实现光程差调制的基于Mach-Zehnder光纤干涉仪的光谱测量系统。介绍了系统的构成, 推导了基于该系统的光谱计算公式以及分辨率计算公式。搭建了实验平台, 对一宽谱光源进行测试, 并采集其干涉信号, 解调出了相应的光谱图。对结果进行分析, 当最大光程差变为0.479 5 cm时, 光谱分辨率为2.085 4 cm-1。电动光纤延迟线的性能在很大程度上决定了最终解调出的光谱的分辨率、精度, 尤其是速度和延时时间的精度和线性度。

结合光纤干涉环原理和受激布里渊散射效应数值求解描述双包层掺镱光纤激光器的速率方程，得到构建光纤干涉环的耦合器耦合率及泵浦功率与输出脉冲重频的关系；进一步采用掺镱双包层光纤激光器中光子数守恒的半数值模型得到耦合器耦合率、泵浦功率与输出平均功率、脉冲能量的关系。实验测试了不同泵浦功率对输出平均功率和脉冲能量的影响，实验结果与仿真结果吻合。研究表明：提高泵浦功率只能提高脉冲重复频率和平均功率，并不能提高脉冲能量；选择合适耦合率的耦合器构建光纤干涉环才能获得较高脉冲能量；泵浦功率较高时会激发二阶斯托克斯光脉冲。

为了满足光通信中对光纤端面镀多层膜的特殊需求, 分析了光纤端面镀制截止滤光膜所存在的难点问题, 利用TFCalc薄膜设计软件, 采用解析法设计了一个初始膜系, 再结合梯度优化法对初始膜系进行优化处理, 成功设计出具有较好光谱性能的光纤端面截止滤光膜的膜系, 并对德国莱宝APS1104型镀膜机进行了内部结构和镀制工艺的改进, 最终采用离子源辅助沉积进行低温镀制, 获得了性能优良的光纤端面截止滤光膜。结果表明, 在光纤端面镀制多层的截止滤光膜, 虽然存在很多困难, 但选择合适的膜系和镀制工艺, 依然能获得符合实际要求的滤光膜。

提出了一种新的光纤多防区周界传感系统，采用波分复用技术实现了监控防区和通道的扩展。该系统对传统采用单根传感光纤和反射镜的结构作了改进，并扩展了传感光纤的数量，将多根传感光纤分别置于监控领域内的不同防区，每个防区分别用不同中心波长的光纤布拉格光栅作为反射装置，使每根传感光纤工作在不同的波长。利用波分复用器件与技术，多根传感光纤共用一套干涉系统，实现了多个干涉子系统同时、独立的监测。实验结果表明，该系统可以实现多个分散防区同时、独立的入侵检测和定位，信号响应时间小于1 ms，不同防区间信号的串扰小于-20 dB。

介绍了光纤Mach-Zehnder干涉仪的基本原理和光纤傅里叶变换光谱仪(FFTS)的结构; 基于光纤Mach-Zehnder干涉仪，采用傅里叶变换光谱算法对光纤Bragg光栅传感器的波长进行了解调。宽带光源发出的光经过光纤耦合器进入光纤Bragg光栅，其反射光由耦合器返回进入到FFTS中进行测量，FFTS的最高光谱分辨率达到0.05 cm-1，即在近红外1 550 nm波长处分辨率为0.012 nm。分别对光纤Bragg光栅的应变特性和温度特性进行了测量。测量显示：光纤Bragg光栅的应变灵敏度为0.833 pm/με，温度灵敏度为19.78 pm/℃。得到的结果表明FFTS系统具有高分辨率、大测量范围的特点，可满足光纤Bragg光栅传感器波长解调的需求。

LFI方法曾被用来测量大直径光纤的折射率.用一半盛油一半为空气的毛细管代替光纤,并用聚焦的条形光束照射毛细管,空气与油的干涉条纹同时产生.根据空气的条纹可以确定参数b,根据一组已知折射率的标准样品可确定另一参数c,同时可以建立标准液体最外条纹的偏折角与折射率的标准曲线.对于未知折射率的样品,一旦测量出其最外条纹的偏折角,从标准曲线上就可以读出其折射率.实测了一组半透明油的折射率,其结果与阿贝折射仪测量结果接近.

分布式光纤传感技术是近年来光纤传感领域的研究热点。介绍了该领域的研究成果,包括基于光纤后向散射光时域及频域反射技术、基于光纤瑞利散射偏振光时域反射、基于长距离光干涉技术的分布式光纤传感以及基于非同和全同光纤布拉格光栅复用的准分布式光纤传感技术;论述了分布式光纤传感系统的工作原理、特点及性能;介绍了其在民用工程结构、航空航天、船舶工业、电力工业、石油化工业和医学等各个领域中的应用。