为满足油浸式变压器在线监测的需求,根据非共振光声光谱和无孔膜油气分离理论,将直径为40 mm的聚全氟乙丙烯(FEP)高分子膜与体积仅为0.3 mL的光声气室结合,设计了集成光声气体传感器和油气分离膜的微型传感模块,该模块具有体积小、油气分离时间短及可实时在线检测的优点。油中溶解的故障特征气体扩散进入气室中,利用近红外激光光声光谱技术、波长调制和二次谐波检测技术对气室中的气体进行高灵敏度检测。对特征气体C2H2检测的实验结果表明,在油温为60 ℃时,油中溶解气体传感系统可在3 h内实现油气分离平衡,其中对于体积分数为10 -6的油中溶解C2H2气体的体积分数测量误差在±30%之内。

H2S是SF6气体绝缘设备中放电故障诊断的特征组分之一; 针对H₂S在红外波段吸收系数小, 传统光学检测方法对H2S检测灵敏度较低的问题, 结合大功率光纤激光放大技术、共振式激光光声光谱技术、波长调制光谱技术和二次谐波检测技术, 提出了一种基于光纤放大激光光声光谱的SF6分解组分H2S气体的超高灵敏度检测方法; 采用近红外可调谐窄线宽分布反馈激光二极管级联高饱和输出功率掺饵光纤放大器作为光声激发光源, 搭建具有超高灵敏度的激光光声光谱微量H2S气体检测系统。结果表明：当测量时间为100 s时, 该系统对SF6背景中H2S气体的检测极限达到1.5×10-8。

针对当前光纤法布里-珀罗(F-P)传感器解调仪存在的结构复杂和成本较高等问题, 提出一种基于光学相关原理的新型解调方案.采用平板玻璃作为光学互相关器, 利用平板玻璃与F-P腔的互相关关系解调出光纤F-P传感器的腔长.建立仿真模型对解调光路进行优化设计, 搭建了结构简单的单模光纤F-P传感器解调仪, 该仪器仅由宽谱光源、平板玻璃、线阵CCD、柱面镜和单模光纤搭建而成.实验结果表明, 腔长解调分辨率达到0.72 nm.该解调仪在光纤测井、液位测量和结构健康监测等领域中的温度、压力和位移测量中有着广阔的应用前景.

结合光纤声波传感技术、纵向共振式光声探测技术、波长调制技术和二次谐波检测技术, 提出了一种基于光纤法布里-珀罗干涉传感器的悬臂梁增强型光声信号检测方法。针对光纤耦合近红外激发光的特点, 对共振式光声池进行了优化设计, 搭建了一套超高灵敏度的激光光声光谱微量乙炔气体检测系统。实验结果表明, 当测量时间为60 s时, 该系统对乙炔气体的检测极限达到8×10-10。

利用有限差分法和耦合模理论分析了光子晶体光纤结构参数等因素对光栅周期调节长周期光栅谐振波长作用的影响，结果表明：对于同种光纤，可通过增大或减小光栅周期来减小或增大谐振波长；若占空比f增大或减小，可通过减小或增大光栅周期来保持谐振波长不变；若比例系数M增大或减小，可以成正比增大或减小光栅周期来保持谐振波长不变；在只是空气孔层数增加的系列光纤中，在长波处，为取得同一谐振波长，光栅周期需要增大数个μm，但在短波处则正好相反；内层气孔对光栅周期调节谐振波长的作用影响较大，而第5层以外各层的影响十分微弱。综合利用这些规律，可以快捷地选择合适的光栅周期，高效率地制备有合适谐振波长的光子晶体光纤长周期光栅。

利用小功率40 kHz的CO2脉冲激光对25 μm厚的超薄熔石英玻璃与熔石英毛细管端面进行热熔焊接，研究和分析了占空比(脉冲激光功率)、离焦激光预热、离焦激光退火对熔石英玻璃热熔焊接的影响。结果表明，实现超薄熔石英玻璃与毛细管端面无气化穿孔、密封、牢固焊接的占空比为37%；占空比为20%的+2 mm离焦脉冲激光预热对超薄熔石英玻璃无裂纹/裂缝的焊接起到了关键作用；适当占空比的-2 mm离焦脉冲激光退火能够释放超薄熔石英玻璃在热熔焊接过程中产生的残余热应力，提高熔石英器件的性能，经激光焊接的光纤法布里珀罗传感器的压力和温度曲线的线性度分别为0.9995和0.9991，而且重复性好。

采用全矢量有效折射率法计算光子晶体光纤的色散系数，深入分析了光子晶体光纤色散系数与结构参数之间的关系，发现色散系数随着结构参数的变化具有双极值特性：1)当Λ值保持不变时，随着d/Λ值的减小，零色散波长向长波方向移动，在达到极大值后，则转向短波方向移动，例如当Λ=2.3 μm时，极大零色散波长出现在约d/Λ=0.24处，约为1728.9 nm，当Λ取不同值时，较小的Λ值，会对应有较大的极大零色散波长；2) 当d/Λ值保持不变时，随着Λ值的减小，零色散波长向短波方向移动，在达到极小值后，则转向长波方向移动，例如当d/Λ=0.9时，极小零色散波长出现在约Λ=0.6 μm处，约为564.29 nm，当d/Λ取不同值时，该比值越大，则会对应着越小的极小零色散波长。这一发现对于优化设计特种光子晶体光纤具有一定的价值。

文章采用全矢量有效折射法深入分析了光子晶体光纤结构参数及比例系数对波导色散、总色散的作用，总结了光子晶体光纤色散特性的调整方法，探索出特定色散特性光子晶体光纤的设计方法，并且设计了在800 nm处具有近零平坦色散的光子晶体光纤，该光纤对于研究飞秒激光的传输特性和应用具有一定的价值。

发现高频聚焦CO2激光脉冲三束对称写入法制备的长周期光纤光栅(LPFG)具有新奇的扭曲特性:首先,当被扭曲光纤和长周期光纤光栅长度接近时,扭曲特性有明显的方向相关性,顺时针扭曲时,谐振波长和峰值损耗随扭曲率的增大而减小;逆时针扭曲时,谐振波长和峰值损耗随扭曲率的增大而增大,并与之成良好的线性关系,其平均灵敏度分别为0.133 nm/(rad·m-1)和0.061 dBm/(rad·m-1);其次,当被扭曲光纤远长于长周期光纤光栅时,扭曲特性随扭曲率变化周期性起伏,而且起伏次数(10次)超过光纤被扭曲周数(6周),但整体特性基本保持不变。利用扭转光栅导致椭圆双折射理论对扭曲特性进行了解释,并发现光栅内部固有线性双折射对扭曲特性有着重要的作用。

A sensitive polymer diaphragm based fiber Fabry-Perot (F-P) sensor for aeroacoustic wave measurement is presented. A novel polymer material poly (phthalazinone ether sulfone ketone) (PPESK) diaphragm is used as the acoustic sensing element. The effective dimensions of the diaphragm are 4 mm in diameter and 6 \mu m in thickness. Owing to the good mechanical and optical features of the diaphragm and application of the interferometric/intensity demodulation, a system sensitivity of 31 mV/Pa is achieved in the frequency range of 0.1-12.7 kHz, and a signal-to-noise ratio (SNR) of 29 dB at 1 kHz is obtained. The linear response of the sensor is from 0.35 to 2.82 Pa, corresponding to 85-103 dB sound pressure level (SPL) (re: 20\mu Pa). The sensor has the potential to be used as a universal and low-cost optical microphone.