空芯微结构光纤的弯曲损耗是决定其能否真正应用到光纤陀螺中的一个核心指标。设计并成功拉制出一款具有超低弯曲损耗的19芯空芯光子带隙光纤，通过与拉制的具有相近纤芯直径的空芯反谐振光纤进行对比，详细探究了空芯微结构光纤弯曲损耗的产生机理，证明了空芯光子带隙光纤具有更优异的抗弯曲特性。使用对称缠绕法，在0.25 cm的极限弯曲半径下，实验测量得到的空芯光子带隙光纤的弯曲损耗为每圈3.63×10^-3 dB @1624 nm，这是目前实验报道的空芯微结构光纤在最小弯曲半径下的最低弯曲损耗。面向光纤陀螺的应用需求，首次实验研究了在不同张力下空芯光子带隙光纤敏感环的插入损耗的变化情况。研究结果显示，随着绕制张力的增加，环体插入损耗显著增加，因此宜在小张力条件下进行空芯光子带隙光纤敏感环的绕制。研究成果对空芯微结构光纤在光纤陀螺领域的实用化进程有着重要的推进作用。

为了提升铒镱共掺光纤的抗辐照性能，以适用于远距离太空通信应用，采用改进的化学气相沉积(MCVD)方法制备了抗辐照铒镱共掺光纤。在常温下使用Co₆₀辐射源对自研铒镱共掺光纤进行剂量为300 Gy和1000 Gy、平均剂量率为0.2 Gy/s的辐照。在940 nm和1550 nm处，该光纤在300 Gy辐照剂量下的辐致吸收(RIA)分别为0.10 dB/m和0.19 dB/m，在1000 Gy辐照剂量下的RIA分别为0.46 dB/m和0.37 dB/m。搭建了铒镱共掺光纤放大器(EYDFA)进行增益测试，采用输入功率为40 mW的1550 nm信号与940 nm的泵浦源，泵浦功率为7.3 W时其辐致增益变化(RIGV)分别为0.2 dB(300 Gy)和0.7 dB(1000 Gy)。

采用一种具有中心凹陷的三角芯＋环型的折射率剖面设计，利用外部气相沉积(OVD)工艺制备了新型非零色散位移G.655.D光纤。实验结果表明：在1550 nm和1625 nm波长处，光纤的衰减值分别为0.195 dB/km和0.203 dB/km，截止波长为1200 nm；将光纤绕在半径为25 mm的圆柱体上100圈，此时其在1550 nm和1625 nm波长处的宏弯损耗值分别低于0.027 dB和0.045 dB；该光纤在1530～1625 nm波段的色散为1.6～9.5 ps/(nm·km)，尤其是在1550 nm波长处，其有效面积达到72 μm²，比常规G.653光纤大1.4倍。通过这种设计和方法制备的光纤可以实现零色散波长的平移，获得良好的纵向色散均匀性、较低的弯曲损耗以及较大的有效面积，适用于1530～1625 nm波段的密集波分复用应用，在长距离光纤通信中对四波混频(FWM)、交叉相位调制(XPM)等非线性效应具有较好的抑制作用，可以减少色散管理成本，具有非常重要的应用价值。

光子带隙光纤具有弯曲损耗小、对环境变化不敏感等优点，是极端应用条件下高稳定光纤陀螺的理想光纤。但光子带隙光纤的传输损耗大，缺乏适用于光纤陀螺的低损耗、小模场光子带隙光纤。提出了独立反谐振纤芯光纤构型，将纤芯与包层进行空间隔离，利用纤芯壁反谐振效应抑制基模与表面模的耦合，利用反谐振与光子带隙双重效应将光限制在纤芯中传输，从而实现了光子带隙光纤小模场、低损耗的特性。理论分析结果表明，所提出的光纤构型可将模场直径为～8 μm的光子带隙光纤的损耗降低至<3.5 dB/km。采用两步法制备的光纤基本复现了设计结构，但占空比与设计值存在偏差，导致带隙偏移，实验测得所制备光纤的最小损耗为～25 dB/km@1200 nm。

采用改进的化学气相沉积工艺结合溶液掺杂技术成功制备了一种低数值孔径部分掺杂纺锤形光纤。该光纤的数值孔径约为0.05，镱离子在纤芯中的掺杂直径比约为77%，光纤两端纤芯和包层的直径分别为25 μm和400 μm，中间部分纤芯和包层的直径分别为37.5 μm和600 μm。搭建976 nm双端泵浦光纤放大器，该光纤最终实现了4.188 kW 的单模激光输出，斜率效率为82.8%，最高功率下的光束质量因子约为1.3，其输出功率的继续提升受限于受激拉曼散射效应。

晶体光纤是一种新型的高性能光纤材料，具有稀土离子掺杂浓度高、传光性好、耐高温、耐腐蚀等优点.晶体光纤在激光及传感方面具有巨大的应用潜力，然而至今还没有成功制备出真正意义上的同时具有晶体纤芯和晶体包层的小芯径晶体光纤.与传统的玻璃光纤相比，晶体光纤的制备工艺更加复杂，如何对晶体光纤制备工艺进行完善和创新是当前需要解决的重要问题.为了探索提高晶体光纤质量的途径，本文以晶体光纤的四种制备技术为主线，回顾了晶体光纤及其制备方法的发展历程，讨论了每种制备方法的局限性，对晶体光纤目前的应用状况进行了总结，并对其未来发展趋势进行了展望.

提出了一种新型的抗弯曲大模场面积光纤方案——双沟槽辅助型扇形瓣状光纤。与传统的扇形瓣状光纤及单沟槽辅助扇形瓣状光纤相比,该结构具有更大的模场面积和更好的高阶模抑制能力。研究结果表明:在弯曲半径为20 cm,波长为1.55 μm时,光纤的有效模场面积可达1096 μm 2,高阶模与基模损耗比大于100;此外,所提出的光纤对弯曲方向不敏感,弯曲方向在[-180°,180°]范围内变化时,光纤性能保持稳定。

光纤作为光信息和光能量的传输元器件已成为基础建设不可或缺的组成部分。针对功能光纤进行概括性介绍。着重介绍了微结构光纤的导光机理以及制备方案。微结构光纤由于其实现了灵活的预制棒制备方式、空芯传输以及理论上的超低衰耗,广泛地应用于光电传感和激光器应用。未来光纤发展的趋势将是光、电功能集成于一根光纤中,详细介绍了纳米机械光纤的制备和潜在应用,为全光器件和光集成技术发展提供重要的研究方向。

传感光纤中的残余线性双折射、温度和振动敏感性严重影响着Sagnac式全光纤电流传感器的精度。设计了一种可用于全光纤电流传感器的扭转高双折射光纤，该光纤由两端变速率扭转部分和中间匀速率扭转部分组成。其中，变速扭转部分能实现线偏振光和圆偏振光之间的相互转化，具有λ/4波片功能；匀速扭转部分，具有较小的光纤固有线性双折射和圆保偏功能，从而可更为精确地感应法拉第效应。将这种扭转高双折射光纤绕制成特殊结构传感光纤环,解决了Sagnac效应以及电流导体位置对全光纤电流传感器测量结果的影响。理论上建立了扭转高双折射光纤的耦合模方程，模拟了线偏振光入射该光纤时光波偏振状态演化情况。在此基础上设计一种新型的抗振型Sagnac式电流传感器。