提出了一种干涉型微纳光纤磁场传感器，由微纳光纤干涉仪和TbDyFe 超磁致伸缩棒构成，单模光纤经过熔融拉锥形成双锥型微纳光纤干涉仪，与TbDyFe 超磁致伸缩棒平行固定封装，磁场作用下磁致伸缩棒和微纳光纤干涉仪发生轴向应变，引起干涉谱的波长漂移，形成波长编码型的光纤磁场传感器。实验结果表明，相同应变特性的微纳光纤干涉仪，磁致伸缩棒直径越小，磁场灵敏度越高，直径为2 mm的TbDyFe磁致伸缩棒组成的光纤磁场传感器灵敏度可以达到0.178 nm/mT，该传感器结构简单，易于制备，成本低廉，响应快，可以实现微弱磁场的高灵敏探测。

采用溶胶凝胶法与高温水热法相结合的复合方法制备了以泡沫镍为基底的不同膜层厚度的TiO2纳米薄膜光电极, 并用场发射扫描电子显微镜（SEM）与电化学工作站对样品进行了表面形貌表征与光电性能测试。结果表明, 膜层厚度为10层的TiO2纳米薄膜光电极的材料附着度最高, 且具有最强的光电响应。研究结果为进一步优化泡沫镍负载TiO2纳米薄膜光电极的制备提供了有益参考。

因利用传统等截面简支梁调谐光纤布拉格光栅会产生啁啾现象，设计了一种新型的等边菱形纯弯梁结构，本结构不会产生啁啾现象，其理论研究和实验研究一致。新型菱形梁可以实现裸纤(光纤布拉格光栅)8 nm 的调谐范围，调谐线性拟合度高达99.9%，调谐过程中光纤布拉格光栅3 dB 带宽无畸变。该纯弯梁具有良好的对称性，实现了光纤布拉格光栅的线性无啁啾调谐。

长周期光纤光栅是透射谱光栅，纤芯基模与同向各阶包层模发生耦合，谐振波长和幅值对外界环境的变化非常敏感，比传统布拉格光纤光栅具有更好的温度、应力、弯曲、扭曲、横向载荷、折射率等的传感特性。由于长周期光纤光栅对两个或者多个参量都是敏感的，当光纤光栅用于传感测量时，很难分辨出各个参量分别引起的被测量的变化，交叉敏感问题比布拉格光纤光栅严重的多。交叉敏感是光纤光栅传感中的关键问题。分析了目前较为典型的解决策略和方案，在此基础上提出了联系的思想和解决方案，提出并实验验证了一种解决长周期光纤光栅温度传感测量中应力与温度的交叉敏感问题。充分利用了LPFG温度与应变交叉敏感的现象，利用联系的思想，将应变对温度的负面干扰转变为正面的增敏。

提出了一种结构新颖的基于Mach-Zehnder 干涉仪和光纤光栅的光分插复用器。它由Mach-Zehnder 干涉仪、2 个环形器和3 个光纤光栅构成，2 个环形器之间的光纤光栅起波长选择开关作用，调节光纤光栅的中心波长，可以实现光信号的上下载或直通功能，光信号上下载时通道的最大隔离度大于23 dB，同频串扰低于-40 dB，该系统不仅可以实现针对特定波长的上下载，还可以实现对上下载波长的可调谐。基于Mach-Zehnder 干涉仪和光纤光栅的新型结构光分插复用器具有结构简单、成本低、灵活性强等特点，在光纤通信波分复用系统中具有良好的实际应用价值。

提出了一种基于压电陶瓷闭环控制的线性可调谐环形腔光纤激光器。光纤激光器环形腔结构中光纤光栅固定在压电陶瓷上，通过控制压电陶瓷改变光纤光栅波长，从而改变环形腔光纤激光器的波长，构成基于压电陶瓷的可调谐环形腔光纤激光器。应变传感器贴附在压电陶瓷上，实时监测压电陶瓷的步长变化，通过惠斯顿桥式电路反馈给驱动控制系统，并补偿和修正压电陶瓷固有的磁滞和蠕变特性，形成压电陶瓷闭环控制系统。实验结果表明基于压电陶瓷闭环控制的可调谐环形腔光纤激光器调谐线性度好，波长调谐范围可达0.9 nm，线宽为4 kHz，波长稳定性为±0.01 nm，功率稳定性为±0.3 dB。

长周期光纤光栅的谐振波长与温度的变化基本呈线性关系，线性拟合的标准差可以表示长周期光纤光栅损耗峰对应波长的波动性。提出了一种初步衡量长周期光纤光栅的温度传感性能优劣的方法，即用长周期光纤光栅温度灵敏度与拟合标准差的比值P的大小来判断长周期光纤光栅的温度传感性能优劣。大量的实验数据证明，长周期光纤光栅温度传感特性的优劣与参数P的大小是一致的，即P值越大则长周期光纤光栅的温度传感特性越好，P值越小则长周期光纤光栅的温度传感特性越差。

一次写入长周期光纤光栅提高了写制的效率，解决了多次写入不重合的问题，具有重要的研究价值。经大量的实验研究发现，在适当的应力和能量辐射情况下，纤芯和包层发生有效折射率周期性调制和适当的物理形变，利用高频CO2激光器可以在普通单模光纤上一次成功写入长周期光纤光栅。实验结果表明，一次写入的长周期光纤光栅比多次写入的光栅透射谱特性好。

分布式布拉格反射（DBR）光纤激光器的激光腔两端固定在压电陶瓷（PZT）上，构成基于PZT的可调谐DBR光纤激光器。PZT具有磁滞和蠕变特性，因此非线性是可调谐DBR光纤激光器的主要问题。针对光纤DBR激光器的调谐非线性，提出了基于PZT闭环控制的可调谐DBR光纤激光器，附在PZT上的全桥应变式传感器可以实时监测和补偿压电陶瓷的非线性。实验结果表明，基于PZT闭环控制的可调谐DBR激光器调谐线性度好，调谐范围可达0.8 nm，线宽为30 kHz，波长稳定性为±0.01 nm，功率稳定性为±0.3 dB。