龋病、牙周病等口腔疾病是影响人民健康的常见病和多发病，不仅影响口腔器官功能的发挥，还常常影响全身健康，导致生活质量下降。X光片是牙科疾病诊断过程中的重要依据之一，X光片的智能化诊断对于快速准确诊断牙齿病变具有重要作用。为了实现对龋齿病变和牙根尖周病变的自动检测，本团队创建了牙齿X光片数据集，并采用YOLOV5算法对牙齿X光片中的病变区域进行了检测。检测结果表明，该算法可以有效识别牙齿中的龋齿病变和牙根尖周病变，并能检测出这两种病变的区域，检测准确率超过95%，可以满足牙齿病变智能化诊断的临床需求。

光学器件的小型化、集成化是现代光学系统发展的重要趋势。在微小光学器件中,阵列化折射成像微光学器件主要包括微透镜阵列器件等,广泛应用于成像、计量、波束整形等领域。针对红外波段成像、计量测量、激光加工等领域的特殊应用需求,红外波段工作的微透镜阵列器件受到了广泛重视,并得到迅速发展。总结了红外微透镜阵列器件的发展及制备方法,包括使用不同材料、不同制造方法制备红外微光学器件,以及红外微透镜阵列器件在红外波段成像、计量、并行加工、光束匀化方面的应用,分析了红外微透镜阵列器件及其制造方法存在的挑战与机遇。

提出了一种基于荧光强度比值法的光纤温度传感器并通过实验来具体探究其性能。实验中采用塑料光纤来传导激励光，以及接收罗丹明B 和罗丹明110两种荧光物质发出的荧光。由于罗丹明B 对温度敏感而罗丹明110对温度不敏感，因此可通过计算两种物质的荧光强度比来标定温度。为了得到理想的测温性能，进行了大量实验以确定出可用于比值法的最佳荧光光谱范围。该传感器在25~60 ℃的范围内能稳定工作，可获得0.38 ℃的最小均方误差及0.0134 /℃的灵敏度。此外，通过实验证明该传感器对曲率半径大于9 mm 的光纤弯曲不敏感；在现场温度测量方面有较大的应用潜力。

提出了一种采用乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)封装增敏的光纤光栅径向压力传感方案,将光纤光栅用EVA 材料和方钢封装成半哑铃型传感单元,利用有限元软件对结构体受力分布进行了仿真,理论分析了传感单元在径向压力作用下的响应特性,并建立实验系统对光纤光栅径向压力传感特性进行验证.研究结果表明：当径向压力在0~0.3 N 范围内时,封装后的光纤光栅对径向压力响应具有很好的线性度；对径向压力的灵敏度相对于裸光栅提高了100.74倍,经匹配法解调后,系统的灵敏度最高可以达到0.94 nm/N；对于解决微小径向应变精确测量的实际工程需求具有重要的参考意义.

提出了一种基于模间干涉原理的双空气孔保偏光子晶体光纤弯曲传感方法。采用有限差分光束传播法对保偏光子晶体光纤弯曲传输特性进行了仿真研究，给出了在弯曲调制时两个低阶偏振模干涉产生的双边瓣归一化光强与弯曲半径的关系，讨论了波长变化对弯曲传感灵敏度的影响，并对所设计的弯曲传感器进行了实验研究。研究结果表明：基于模间干涉技术的双空气孔光子晶体保偏光纤弯曲传感器在10~30 mm 的弯曲半径范围内具有良好的线性度和检测精度。

研究了一种基于模间干涉原理的微型椭芯保偏光纤的折射率传感特性。利用氢氟酸腐蚀的方法将椭芯保偏光纤制作成折射率灵敏的传感头，传感头可以根据控制腐蚀时间灵活控制其锥区结构。详细分析了保偏光纤内基模与一阶高次模模间干涉产生的双边瓣能量分布与被测折射率的关系，深入研究了锥区半径、工作波长对折射率灵敏度的影响。研究结果表明，光源波长为980 nm，折射率在1.39 附近时，半径为8 μm 的传感头折射率灵敏度能够达到-7.1/RIU (即归一化光强与RIU 之比，其中RIU 为单位折射率)。

给出了偏振编码副载波复用量子密钥分发方案中的信号边带严格的表达式，并分析了调制过程中量子误码率的主要来源。基于此提出了一种基于双光纤布拉格光栅的量子密钥分发滤波方案，该方案采用两个光纤布拉格光栅反射端对向放置的结构设计，利用其极窄的反射谱将所需的信号频率从较强的杂波频率中滤出。仿真结果表明，该滤波结构能够有效地滤除副载波复用量子密钥分发系统中信号频率以外的互调边带，从而降低量子误码率。

将有限元法和传输矩阵法相结合, 系统地研究了保偏微结构光纤(PM-MOF)啁啾布拉格光栅的折射率传感特性。 仿真研究了光纤空气孔中充入不同折射率被测物时啁啾光栅的反射谱, 结果表明随着被测物折射率的增加, 反射谱的面积出现明显变化, 由此得到了光栅反射谱面积与被测物折射率的关系。 分析了中心孔直径、 啁啾系数、 切趾函数等光栅结构参数对反射谱的影响。 分析表明由于光纤两个方向的偏振模对温度、 噪声等干扰响应相似, 因此利用两个偏振模式反射谱的相对变化进行监测能够有效地降低干扰, 提高传感器的稳定性; 其次, 由于反射谱面积正比于光强, 这一方法将光栅的光谱解调转化为光强解调, 简化了解调系统, 便于现场实时测量。 研究结果为保偏微结构光纤光栅在折射率传感器及其生物传感器方面的应用提供了理论依据。

旋光双反射结构能够利用反射镜自身的偏振特性，配合旋光晶体实现光子偏振态的自动补偿，以减小移动量子密钥分发系统中反射镜引入的量子误码率。而该结构要求两面反射镜偏振特性完全相同，旋光晶体能够实现90°的完美旋光。从反射镜不匹配和旋光晶体旋转角度不准确两个方面对旋光双反射结构的误差进行了分析。研究结果显示，选择折射率相对大的反射镜，并且保证旋光晶体之间和反射镜之间的差异尽可能小，可以保证输出偏振态的稳定。