基于非等温流模型对光纤拉锥过程进行了有限元建模，实现了多种复杂工况下的光纤拉锥轮廓的计算，将计算结果与拉锥实验结果进行了对比，尺寸误差在6 μm以内。建立了反向传播（BP）神经网络，并利用非等温流模拟结果构建训练集进行训练，实现了对光纤拉锥最终尺寸的快速预测，预测结果与仿真结果差别最大为1.7 μm。

该文介绍了一种基于马赫-则德尔干涉仪(MZI）与二甲基硅油(DSO)相结合的高灵敏度光纤温度传感器。传感器由MZI及填充在其表面的DSO组成。MZI由单模光纤-锥形无芯光纤-单模光纤构成。填充DSO后，MZI的谐振峰向右有小的漂移。通过跟踪MZI谐振峰波长随温度的变化，对环境温度进行测量。经测试，传感器的温度灵敏度为-97.7 pm/℃，而未填充DSO的MZI温度灵敏度为-50.1 pm/℃，传感器灵敏度提高了约1.95倍。该传感器具有结构制作简单，造价低及灵敏度高等优点，具有一定的应用前景。

针对波长可切换光纤激光器存在调谐精度不高的问题, 提出并设计了一种基于全光纤拉锥干涉滤波结构的掺铒光纤激光器, 采用熔接机对多模光纤进行熔融拉锥处理, 制备光纤马赫-曾德尔(MZ)干涉结构, 所形成的周期性能量分布用于实现掺铒光纤激光器波长灵活可调谐输出。实验结果表明: 光纤滤波器周期为0.8 nm, 激光器工作阈值为58 mW, 在1573.45~1574.59 nm的L波段内实现了单波长可调谐激光输出, 波长间隔最小为0.11 nm; 并通过调节偏振控制器, 实现了双波长激光可切换输出。在10 min的稳定性测试实验中, 没有出现明显的波长漂移。

基于拉锥-熔合法研制了一种高功率全光纤(2+1)×1侧面抽运合束器。利用仿真软件建立理论模型，计算了合束器耦合效率，并制备出这种侧面抽运合束器。经测试，该合束器在抽运功率为600 W时，两抽运臂的耦合效率分别为98.2%和96.3%，信号光插入损耗约为0.11 dB。利用该合束器搭建了千瓦级光纤激光放大器,双向抽运光功率达到1.8 kW时,在1080 nm处获得的激光输出功率为1.426 kW。

论述了检测系统和基于拉锥技术的光纤表面等离子共振(SPR)传感器的详细设计。制定了基于SPR的光纤传感器检测水样品的盐度的比较方案，以满足一些实践需求，诸如精度，速度快，小尺寸和高灵敏度折射率单位(RIU)。利用Matlab和C++仿真得到了每个参数对光纤拉锥SPR传感器系统设计性能的影响，这为设备参数的合理选择提供了理论依据。设计了一种新的检测系统，将光学、机械和电子技术相结合。根据拉锥技术、模场分析理论及初步实验结果表明，该装置基本上达到了设计要求，如小巧、便携、良好的线性度和高度单位折射率。基于这个新设备对具有不同的盐度的NACL-水混合物进行了SPR实验，实验结果表明，可以实现对单个样品的精确检测。其谐振波长分辨率可以达到0.15 nm，同时，该检测结果具有较高的线性度和良好的稳定性，折射率(RI)检测偏差小于0.002。

利用离散递推的计算方法，推导了移动大热区拉锥系统中拉锥光纤形状的计算公式。在推导出的计算方法的基础上，定性地分析了加热火焰移动距离、加热火焰移动速度、光纤拉伸速度等移动大热区拉锥系统的设定参数对拉锥光纤形状的影响，其中主要分析了对拉锥光纤锥腰形状的影响。发现加热火焰移动距离对拉锥光纤锥腰宽度和锥腰半径都有很大影响，而加热火焰移动速度、光纤拉伸速度则对拉锥光纤锥腰半径有很大影响，但是对拉锥光纤锥腰宽度影响不大，这些发现对大热区熔融拉锥技术具有一定的理论指导意义。

光纤激光的输出功率在十余年内迅速上升,目前连续输出的光纤激光功率已达千瓦以上。由于光纤纤芯可承受功率和光纤纤芯大小有关,而加大纤芯直径会降低光束质量,为了进一步提高光纤激光输出功率而不降低光束质量,一种方法是设计超大模场双包层光纤,加大光纤中低阶模的直径;另一种方法是加大光纤的纤芯直径,并用各种方法改进它的光束质量。对以上两种方法进行介绍,并给出一部分实验结果。

大模场面积(LMA)双包层光纤的采用, 极大地促进了光纤激光器单纤输出功率的提升, 但同时也使得激光器变为多模运行,输出光束质量变差。采用光纤拉锥的方法, 对大模场面积光纤激光器的输出模式进行了控制。实验采用43 μm直径,0.08数值孔径的双包层掺Yb大模场面积光纤, 在激光输出端前约10 mm处拉制了一20 mm长、纤芯最小直径9 μm的锥形区, 当抽运功率为119.1 W时实现了56.4 W的单横模激光输出。在实验的基础上, 对拉锥后光纤激光器的热力学特性进行了理论计算, 计算结果与实验现象相一致, 并为进一步提高拉锥光纤激光器的单模输出功率及其冷却方案的设计提供了一种思路。