为了实现液相中氢气体积分数的准确检测, 该文利用钯、氧化硅超疏水溶胶和倾斜光纤光栅制备了氢气传感器。首先, 在倾斜光纤光栅表面采用磁控溅射法涂覆了一层致密的钯膜, 用于响应氢气体积分数变化信息; 然后, 采用镀膜提拉法在钯膜表面涂覆一层氧化硅超疏水膜, 用于阻止水分子进入钯膜内部, 导致钯膜从光纤表面脱落, 进而增强了传感器在液相环境下运行的稳定性。实验研究了钯膜厚度对传感器氢敏响应特性的影响, 并利用传感器对液相中的氢气体积分数进行了检测。研究结果表明, 传感器能准确响应液相中氢气体积分数的变化信息, 当钯膜厚度为120 nm时, 灵敏度达到-15.29 pm/%, 最大相对误差为8.67%。

啁啾倾斜光纤光栅（CTFBG）是高功率光纤激光中抑制受激拉曼散射（SRS）的核心器件，极具应用价值与研究前景。然而，传统紫外激光制备的CTFBG难以承受较高功率，限制了其发展与应用。本文基于飞秒激光的相位掩模板法在20/400 μm大模场双包层光纤中分别刻写了光纤布拉格光栅（FBG）对与CTFBG。使用FBG对搭建了高功率光纤振荡器，并将CTFBG置于振荡器的谐振腔内抑制SRS。结果表明，CTFBG最大承受功率为2.8 kW，最大拉曼抑制比为~13 dB，插损小于2%，功率温升系数为7.8 ℃/kW。本文验证了飞秒激光刻写的CTFBG具有优异的功率承受能力，将进一步推动高功率光纤激光技术的发展。

啁啾倾斜光纤光栅（CTFBG）是高功率光纤激光系统中拉曼光滤除的重要器件。采用飞秒激光级联刻写的方式，在大模场面积双包层光纤（LMA-DCF）中制备了一个带宽约为15.2 nm、滤除深度大于20 dB的CTFBG，将其置于1080 nm高功率光纤激光长距离传输系统的输出端，实现了光谱无拉曼输出，明显提高了输出激光纯度，插入损耗约为0.3 dB，光束质量无明显变化。所提出的利用飞秒激光制备宽带CTFBG的方法可有效滤除光谱中的拉曼光，对CTFBG的研制与应用有重要意义。

石墨烯作为碳纳米材料家族的新成员, 具有许多独特的电学和光学性质, 并且其对光纤表面的修饰可以提升光纤传感器的性能。传统的石墨烯修饰光纤表面的方法(液相转移法及气相沉积法)成本较高、操作难度大, 而且会产生有毒气体。针对这一缺点, 提出了一种新的石墨烯修饰光纤表面的方法, 可以将分散液中的石墨烯有效提取并修饰于光纤表面, 形成稳固的石墨层。实验结果表明, 通过该方法修饰的倾斜光纤光栅, 其石墨烯层不仅稳固, 而且还在一定程度上提升了倾斜光纤光栅的折射率响应特性, 灵敏提升了28%。此外, 实验证明, 修饰石墨烯层的倾斜光纤光栅可结合芘硼酸制成葡萄糖传感器, 实现葡萄糖浓度的测量。

啁啾倾斜光纤光栅(CTFBG)在高功率光纤激光受激拉曼散射抑制中有重要的应用。在25 μm/400 μm光纤上研制了可承受4.35 kW激光功率的CTFBG，这是目前国内外已报道的最高功率水平。CTFBG的插入损耗小于0.3 dB，最高功率下的温升仅为7.5 ℃，温升系数约为1.72 ℃/kW，表明其具有承受更高激光功率的能力。

采用由一对保偏45°倾斜光纤光栅构成的Lyot滤波器,设计了一台脉冲态可切换的掺镱光纤激光器。该Lyot滤波器集成了起偏器和梳状滤波器的功能,为激光器实现耗散孤子锁模提供了光谱滤波效应,从而使激光器产生了中心波长为1038.82 nm、脉冲宽度为5.2 ps的耗散孤子脉冲。随着泵浦功率的增加,非线性偏振旋转反馈机制的切换导致激光器的锁模脉冲态发生了耗散孤子脉冲与类噪声脉冲之间的多重切换。脉冲态切换过程中仅需调节泵浦功率,而不需要改变偏振控制器的状态。该脉冲态可切换激光器可以用于设计更精准可控的多功能光源。

基于倾斜光纤光栅模式耦合理论，采用OptiGrating软件仿真分析了倾斜光纤光栅（TFBG）在不同环境折射率下的光谱特性变化。结果表明，当外界环境折射率小于包层模折射率时，TFBG的纤芯模和包层模都会存在；当外界环境折射率大于等于包层模折射率时，只有纤芯模存在，包层模会消失。在蒸馏水、无水乙醇、红花油、花生油和大豆油溶液中，TFBG的光谱特性实验结果与仿真结果一致。研究结果对装有大折射率液体的管道泄漏的实时监测具有一定的指导意义。

提出了一种双通道探针式81°倾斜光纤光栅(81°TFG)传感器,并将其用于甲胎蛋白(AFP)的免疫检测研究。首先,在81°TFG端面镀银膜形成反射式81°TFG,构建由2×2耦合器和两支81°TFG探针组成的双通道传感器。然后,在栅区表面修饰大尺寸AuNs粒子和GO,并以AFP单克隆抗体为特异性识别单元修饰栅区表面,实现基于双通道探针式81°TFG局域表面等离子体共振(LSPR)的AFP免疫传感器。最后,在复杂血清环境下完成免疫检测实验,结果表明,该传感器对AFP抗原质量浓度的检测极限在1~10 pg/mL之间,检测的饱和点约为200 ng/mL,灵敏度约为0.155 nm/log(pg/mL),对肝癌患者的血清具有良好的特异性响应。相比单通道透射式81°TFG传感器,该传感器能实现对目标分子阳性和阴性样本的同时对照检测,从而增强临床检测应用中的可靠性,且操作更简便、应用潜力更大。

报道一种基于45°辐射倾斜光纤光栅(RTFG)的全光纤偏振相关器件。由于独特的偏振相关模式耦合特性,其可作为一种理想的全光纤起偏器、偏振相关耦合器、全光纤衍射器。基于体电流法建立倾斜光纤光栅的偏振耦合理论,从理论和实验角度系统地分析45° RTFG的偏振辐射耦合、衍射分光及偏振特性。仿真结果和实验结果表明,45° RTFG的透射和辐射有良好的偏振功能。一根长度为24 mm的45° RTFG在波长为1550 nm处的偏振消光比(PER)为22 dB,3 dB带宽超过300 nm。通过制备不同长度的45° RTFG,可以实现具有不同PER的光栅。光栅的辐射模沿角向呈准高斯分布,沿轴向呈指数衰减分布,并且其空间衍射角色散约为0.054 (°)/nm。实验结果与理论结果完全匹配,45° RTFG具有潜在的应用前景。