提出并演示了一种基于单端探测的光纤传感器，可同时测量温度和折射率。微结构光纤探头由两个玻璃光纤微球拼接在一起，并在该探头的末端利用真空电子束蒸镀一层铝膜以增加反射，从而形成微球结构的马赫-曾德尔型光纤传感头。实验结果表明，该器件的温度灵敏度和折射率可分别达到50.77 pm/℃和-21.94 nm/RIU。这项工作提出了一种低成本、高分辨率的基于光纤方法实现的多功能传感应用。单端探测的马赫曾德尔型光纤传感器小尺寸的优势可应用到小体积气体的测量，而它的全二氧化硅设计提供了高温或化学严酷环境的兼容性。

瑞利布里渊光时域分析系统(BOTDA)存在信号小、噪声大的问题,会导致系统空间分辨率与信噪比难以同时提高。将脉冲编码技术引入瑞利BOTDA系统,可在不降低空间分辨率的前提下有效地提高系统信噪比和布里渊频移测量精度。分析了瑞利BOTDA温度传感系统的原理,介绍了Golay互补序列的特性,并给出了单脉冲和编码脉冲系统的信噪比表达式;搭建了单脉冲和脉冲编码瑞利BOTDA温度传感系统,测量了单脉冲瑞利BOTDA系统的温度传感特性及脉冲编码瑞利BOTDA系统的空间分辨率和温度测量精度。实验结果表明,由瑞利BOTDA系统获得的布里渊频移与温度呈良好的线性关系,温度系数为(1.109±0.010) MHz·℃ ^-1;当采用10 ns脉冲宽度、64 bit格雷编码时,在1.77 km光纤的加温段上实现了空间分辨率为1 m、温度测量精度为1.39 ℃的传感测量。

单端布里渊光时域分析系统可以实现单端入射，测量断裂光纤的传感信息，适用于大范围监测场合。基于瑞利散射的布里渊光时域分析系统通过从光纤同一端入射脉冲光和连续光来实现单端测量。为了得到频率单一的脉冲光和连续光，提出采用两个电光调制器并联结构产生含脉冲基底的脉冲光，讨论了电光调制器的最佳工作点设置。研究证明，该设计能够产生系统所需的一阶双边带基底连续光和0阶脉冲光，克服了单个电光调制器调制时受到多种光分量干扰的问题，同时降低了对电光调制器的要求。

提出一种不受电光调制器传输曲线温度漂移现象影响的基于瑞利散射的单端布里渊光时域分析系统, 并对系统所需的合成信号及温度特性进行分析, 通过搭建单端布里渊光时域分析温度传感系统测量系统的温度特性。结果表明: 通过测量布里渊增益谱获得的布里渊频移与温度呈良好的线性关系; 由单端布里渊光时域分析温度测量系统获得的布里渊频移的温度系数为1.109MHz/℃, 与传统双端布里渊光时域分析系统获得的1.20MHz/℃具有良好的一致性, 在1.77km光纤上可实现9.5m空间分辨率的温度传感测量。

为了简化半导体激光器电源的电路结构、提升其电能转换效率、实现输出电流的快速动态响应, 采用单管正激变换的并联交错技术, 设计出一种2kW单级变换的开关型直流驱动电源。测试并分析了电源的静态特性、动态特性及电能转换效率。结果表明, 电源的效率高达85%; 输出电流0A~100A的上升、下降时间仅为1ms; 满载100A工作时, 输出电流的纹波系数仅为0.04%。与两级串联结构的半导体激光器电源相比, 电源的效率得以提升, 输出电流的动态响应速度迅速, 满足激光加工的要求。