为了探索一种高灵敏折射率传感器，基于CO₂激光技术制备出双峰谐振长周期光纤光栅（LPFG）。首先，利用CO₂激光器在腐蚀包层后的传统单模光纤和80 μm弯曲不敏感光纤上制备出周期分别为196 μm和73 μm的双峰谐振LPFG，证明了采用CO₂激光微加工技术在单模光纤上制备短周期LPFG的可能性。其次，利用CO₂激光器直接在2种80 μm单模光纤上制备出周期分别为110 μm和115 μm的双峰谐振LPFG。实验结果表明：在2种80 μm单模光纤上制备的LPFG具有谐振损耗大，插入损耗小和折射率灵敏度高等优点。基于以上优点，采用CO₂激光技术制备的双峰谐振LPFG在生物、化学及环境参数检测等重要领域的应用具有较大潜力。同时，也提供了一种操作简单、低成本制备双峰谐振LPFG的方法。

光纤光栅（FBG）在高功率光纤振荡器中发挥着重要作用，既可以作为谐振腔腔镜，又可以抑制受激拉曼散射（SRS）效应。使用飞秒激光在芯径为30 μm的大模场双包层光纤（LMA-DCF）上刻写了波长为1080 nm的FBG对以及波长为1135 nm的啁啾倾斜光纤光栅（CTFBG），利用FBG对搭建了全光纤振荡器，并使用CTFBG抑制了SRS，实现了9 kW激光功率输出，斜率效率为83.4%。研究结果有利于推动高功率FBG的研制和高功率光纤振荡器的发展。

利用45°倾斜光纤光栅（45°-TFG）作为光纤型起偏器，搭建了一台高可靠性高稳定性的掺铒锁模光纤激光器，并以此为基础实现了重复频率frep和载波包络偏移频率fceo的精确锁定。当泵浦功率为228 mW时，基于45°-TFG的锁模激光振荡器可实现3 dB光谱带宽为60.4 nm、脉冲宽度为68 fs的超短脉冲输出，在12 h内功率的均方根稳定性达到0.033%，且在较大的泵浦范围内均能维持较好的展宽锁模状态。经过自主搭建的非线性脉冲放大、超连续谱产生以及f-2f自参考拍频干涉光路，获得了信噪比为32 dB的fceo信号。最后通过搭建基于锁相环的主动反馈控制电路，将frep和fceo信号溯源至一台GPS时频系统，最终测得frep和fceo信号归一化后在1 s门时间内频率稳定度为2.38×10^-12和6.41×10^-16。这是首次实现基于45°-TFG的光纤激光频率梳，表明了基于45°-TFG的锁模光纤激光器在实际应用中的潜力。

本文提出一种基于表面等离子体共振(SPR)效应的光纤光栅温湿度传感器, 以光纤布拉格光栅(FBG)作为温敏器件, 并在光纤包层外镀40 nm厚的银纳米薄膜, 以聚乙烯醇(PVA)作为湿敏薄膜, 通过观测共振峰的偏移以及光纤光栅中心反射波长的偏移来实现对周围环境温湿度变化的监测。实验结果表明, 该传感器在温度20℃～70℃范围内, 灵敏度达到0.020 3nm/℃; 在相对湿度30%RH～80%RH范围内, 平均灵敏度达到-0.99nm/%RH。该传感器稳定性好, 交叉敏感性弱, 可在多场景中广泛应用。

为了提高光纤光栅传感网络的信息传递密度与容量，提出基于超声脉冲激励的光纤光栅复用技术，并进行实验分析，通过将超声脉冲激励分别导入单光栅与光栅串中，使单光栅、光栅串发生啁啾。实验结果表明：单光栅实验中，超声脉冲使光栅降低其相对反射率；光栅串实验中，超声脉冲使其中一个光栅相对反射率下降时，其余光栅相对反射率上升，能有效分离3个光谱相近的光栅。

针对光纤复合架空地线(OpticalFiberCompositeOverheadGroundWire，OPGW)输电线监测中温度变化、杆塔倾斜同时存在等问题，设计了基于光纤光栅的波分复用多参数监测阵列。从理论模型出发推导了光栅应变与温度及倾斜的数学关系，然后将杆塔模型导入到 CMOSOLMultiphysics进行定性分析，最后进行温度及倾斜试验。试验结果表明基于光纤光栅的杆塔温度监测分辨率可达 0.1℃，倾角传感器的倾角相关系数 K值为 0.0501nm/°，证明所提出监测阵列具有良好的电力行业监测应用前景。

为了实现两个方向的振动信号检测，提出了一种以杆为弹性结构的二维光纤光栅振动传感器。首先对该传感器进行了理论分析，并推导出其固有频率和灵敏度公式。然后对传感器结构进行了优化仿真，确定各个参数的最终值。最后通过实验研究了传感器的各项性能。实验结果表明，该传感器在x方向上的固有频率为493 Hz，灵敏度为54 pm/g，线性度为999%；在y方向上的固有频率为466 Hz，灵敏度为5 pm/g，线性度为975%。此外，采用双光纤光栅消除了温度对振动信号测量的影响，温度灵敏度为01 pm/°C。该传感器结构简单，可检测两个方向的振动信号，消除了温度的影响，在振动信号检测中表现良好，因此在多维振动信号检测领域具有重要研究意义。