为了简化光纤磁场与温度传感器的结构并提高传感器灵敏度, 设计并制作了马赫-曾德尔干涉集成化的全光纤磁场与温度传感器。将单根光纤的马赫-曾德尔模间干涉结构和双臂马赫-曾德尔干涉结构结合: 将总长度为1.2 m的单模光纤部分制备成长度为2.7 cm、锥腰直径为30.1 μm的锥形微纳光纤, 并得到了拉锥时间与锥腰直径的关系。将锥形微纳光纤放置尼龙槽内并包覆磁凝胶构成传感头, 实现模间干涉的马赫-曾德尔磁场传感器; 将磁场传感器通过两耦合比为50%∶50%的耦合器并联带有可调谐光衰减器的单模光纤形成马赫-曾德尔干涉的温度传感器。从理论上分析了光谱漂移对磁场和温度传感的特性关系, 实验测得室温下磁场强度在25~50 mT时, 磁场传感的灵敏度为0.301 14 nm/mT; 在磁场强度为0, 温度由25 ℃升高到30 ℃时, 温度传感的灵敏度为0.518 86 nm/℃。该传感器可广泛应用于电力系统放电检测、材料加工、安全监控等领域。

在超薄薄膜的基础上, 基于时域有限差分法原理, 利用FDTD Solutions仿真软件分别研究了基于两种多层膜结构和一种金属光栅结构的磁光光子晶体法拉第旋光效应。研究表明, 多层膜结构的法拉第旋光效应增强原理为入射光在薄膜中心层的透射谱谐振, 而金属光栅周期结构的法拉第效应增强是通过金属光栅激发表面等离子体实现的; 在三种结构中, 金属光栅周期结构具有更广的法拉第偏转角增强域。进一步通过参数优化, 实现对金属光栅周期结构工作波长的可调节性研究, 为薄膜型磁光器件设计提供了理论依据。

提出了利用光纤倏逝波传感器通过光吸收方法来测量磁场强度的新方法。将磁流体与通信用标准单模光纤局部腐蚀到接近芯层后放入待测磁场中，当以光吸收峰值为探测光波长时，光纤表面的倏逝波会受到磁场变化的影响，通过测量光纤输出光强来计算磁场强度的变化。实验结果表明，磁场强度在40~110 mT范围内，透射光强度与磁场强度近似成线性关系，对于长度15 cm、直径分别为50 μm和35 μm的腐蚀光纤其测量灵敏度分别为0.0019 μW/mT和0.02 μW/mT。研究结果对光纤磁场传感器的抗干扰和易于实现有重要指导意义。