基于表面等离子体共振（SPR）原理，分析了D型高双折射光子晶体光纤（HB-PCF）的折射率传感特性。模拟研究了抛磨角度对双折射、折射率传感灵敏度的影响。仿真结果表明：当抛磨面离纤芯的高度小于1.5倍占空比时，抛磨面离纤芯越近，双折射越小；随着抛磨角度的增加，双折射先增加后减小，折射率传感灵敏度随之减小；当抛磨角度为0°且折射率范围在1.330~1.390时，D型HB-PCF的平均折射率灵敏度高达2 833.33 nm/RIU。此外，制备了一种D型高双折射率光子晶体光纤SPR传感器，实验测得其折射率灵敏度约为1 711.83 nm/RIU。D型HB-PCF SPR传感器可应用于生物、化学和环境监测等领域。

对基于微锥的侧抛光纤马赫-曾德尔干涉仪(MZI)结构进行了理论和实验研究。与传统没有经过侧边抛磨的光纤MZI相比,可以看出控制光纤侧抛深度可以有效地提高MZI结构的折射率传感性能。研究结果表明:侧抛深度达41.7 μm时,折射率在1.34附近的传感灵敏度达-117.145 nm/RIU。利用侧抛光纤MZI结构结合亲水性材料氧化石墨烯(GO),通过将其沉积在侧抛光纤MZI表面,实现了对温度和湿度双参量的同时测量。温度和相对湿度(RH)的传感灵敏度分别达131.77 pm/℃和-76.1 pm/%RH。所提侧抛光纤MZI传感器结构具有灵敏度高、低成本和制备简单等优点,在生物化学传感领域具有广泛的应用前景。

提出并设计了基于侧边抛磨传感臂结构的光纤Mach-Zehnder干涉结构, 并对其温度传感特性进行了研究。通过将两支分光比为50∶50的1×2端口光纤耦合器相对熔接, 构建光纤Mach-Zehnder干涉结构, 采用单模光纤作为干涉结构的参考臂。基于侧面研磨技术在3m长纤芯/包层尺寸为9/125μm的单模光纤上进行抛光, 抛光时长为5h, 制备了研磨长度为20mm、深度为50μm的光泄露窗作为干涉结构的传感臂, 提高传感器的灵敏度。采用宽带光源对Mach-Zehnder干涉结构的透射光谱进行测试, 干涉周期为0.66nm。实验中对传感结构进行了温度测试及分析, 选取波谷位置为1551.48nm作为测试点。在25~60℃的升温范围内干涉条纹向长波方向移动3.97nm, 传感器的温度灵敏度为115.4pm/℃。不同温度下对应波谷的波长位移量与外界温度呈现良好的线性关系, 线性度为0.9940, 功率漂移小于1.66dB, 具有较好的功率稳定性。

为了测量溶液折射率变化，对塑料光纤纤芯表面的纤芯-金层-液体的3层膜结构进行研究，制作了一种使用U型结构并结合侧边抛磨方法的表面等离子体共振传感器。将截取的一段塑料光纤弯曲成为U型，并在烘箱中通过较高温度使这段光纤的曲率固定，对弯曲部分的外表面进行抛光，暴露该位置塑料光纤芯层并在其上溅射金纳米薄膜层，将制备好的传感器浸入不同折射率的液体中，使用光谱分析仪观察光谱的移动。实验结果表明：当塑料光纤SPR传感器测量折射率变化范围在1.333~1.406的液体时，可以通过光谱观察到随着液体折射率的增大，等离子体共振吸收峰位置也不断地向波长增大的方向移动，并且二者之间存在线性关系，其灵敏度为7.5×10-4 RIU/nm。该传感器探头具有灵敏度高、小型化、易制备、低成本的特点。

提出了一种基于平移偏摆运动的非固定环带随机双面抛光的方法, 通过设计平移偏摆装置使得工件运动方式脱离固定环带的限制, 借助随机性运动进行迭代, 解决了行星式双面抛光等固定环带抛光过程中产生的周期性轨迹问题; 通过优化运动方式组合, 在随机性运动叠加情况下实现了大口径超薄元件面形稳定收敛控制。与行星式双面抛光相比, 不仅面形精度更好, 而且没有明显的周期性加工痕迹。该方法可以应用到对表面激光损伤阈值有特殊要求的超薄件批量生产当中。

基于环摆双面抛光技术，研究了3 mm厚大口径超薄元件的双面抛光加工工艺。通过对双面抛光原理的分析，对转速比、抛光垫面形、抛光液等工艺参数上作了优化，并通过加工模拟进行验证。通过工件环分离器减薄技术解决了3 mm厚超薄元件的装夹问题。在SYP152双面主动抛光机上进行了加工工艺实验，通过调节转速比实现3 mm厚大口径超薄元件面形的高效收敛，验证了加工的可行性，并且达到了面形精度优于1.5λ(λ=632.8 nm)、表面粗糙度优于1 nm的技术水平。

采用轮式侧边抛磨技术对单模多模单模光纤结构的多模光纤部分进行侧边抛磨处理，研究了不同抛磨深度情况下该光纤结构对环境折射率的传感特性.结果显示，单模多模单模光纤结构的光谱特性曲线中存在多个损耗峰，这是由多模光纤中多种高阶模式相互干涉形成的.当单模多模单模光纤结构被侧边抛磨到接近纤芯时，光谱没有发生较大变化，只是各损耗峰波长发生了不同程度的漂移；但是，当抛磨掉部分纤芯时，单模多模单模光纤结构的光谱曲线发生较大变化，抛磨后单模多模单模光纤结构对外环境折射率变化敏感.当抛磨区深度为10 μm，长度为20 mm时，折射率传感器的最高灵敏度只有703.2 nm/RIU；当抛磨区深度为15 μm时，最高灵敏度为798 nm/RIU；当抛磨区深度为20 μm时, 最高灵敏度高可达1 190 nm/RIU.研究表明，通过侧边抛磨单模多模单模光纤结构可实现一种新型的光纤折射率传感器，且可通过增加抛磨深度来提高该传感器对折射率的传感灵敏度.

利用单个侧边抛磨光纤光栅传感器上形成的双布拉格反射峰，进行微量液体材料在光波长为1550 nm处的热光特性研究。通过测量得到传感器双反射峰波长差与覆盖聚合物材料折射率间的对应关系以及光纤传感器覆盖某待测液体时双反射峰波长差与温度的对应关系，对这两个对应关系进行分析，得到了美国Cargille Lab公司的三种聚合物液在光波长为1550 nm处的热光系数。该光纤传感器可用于分析折射率处于1.4198～1.4479液体材料的热光特性。

介绍了一种利用具有双布拉格反射峰效应的侧边抛磨光纤光栅(SPFBG)进行折射率测量的新型光纤折射率传感器。该传感器基于由轮式侧边抛磨法加工而成的侧边抛磨光纤光栅, 通过将折射率液覆盖一部分抛磨区的方法在一根光纤光栅上获得两个布拉格反射峰。这两个布拉格反射峰差值与覆盖材料折射率有关, 而与光纤光栅所受应力与环境温度无关, 因此用这两个布拉格反射峰差值作为测量量对折射率测量, 可减小应力与环境温度的影响, 实现高精度的折射率传感测量。实验表明, 当维持环境温度恒定时, 光纤光栅轴向应变在线性变化范围内, 该传感器测量折射率时不受应力与温度变化的影响。折射率液在1.4298～1.4479范围内, 该传感器的折射率测量分辨率为0.0001。