介绍了一种利用具有双布拉格反射峰效应的侧边抛磨光纤光栅(SPFBG)进行折射率测量的新型光纤折射率传感器。该传感器基于由轮式侧边抛磨法加工而成的侧边抛磨光纤光栅, 通过将折射率液覆盖一部分抛磨区的方法在一根光纤光栅上获得两个布拉格反射峰。这两个布拉格反射峰差值与覆盖材料折射率有关, 而与光纤光栅所受应力与环境温度无关, 因此用这两个布拉格反射峰差值作为测量量对折射率测量, 可减小应力与环境温度的影响, 实现高精度的折射率传感测量。实验表明, 当维持环境温度恒定时, 光纤光栅轴向应变在线性变化范围内, 该传感器测量折射率时不受应力与温度变化的影响。折射率液在1.4298～1.4479范围内, 该传感器的折射率测量分辨率为0.0001。

提出并演示验证了将负热光系数的聚合物材料覆盖在侧边抛磨光纤光栅的抛磨区实现光纤光栅温度补偿的新方法。实验结果表明,这种新方法的温度补偿效果良好,封装后的光纤光栅处在63～79 ℃的环境温度时,可使其温度敏感度降低为未补偿时的1/16; 当处在58～101 ℃的环境温度时,其温度敏感度降低为未补偿时的1/4。温度补偿封装后的光纤光栅器件直径只有2 mm,长度为20 mm。

针对轮式光纤侧边抛磨法制备的侧边抛磨光纤,研究了在侧边抛磨区覆盖不同折射率的材料时,侧边抛磨光纤传输光功率随覆盖材料折射率变化的特性.研究表明,侧边抛磨光纤中传输光功率会随抛磨区覆盖材料折射率的变化而改变.当覆盖材料的折射率小于1.437 8时,光功率损耗近似为零;而当覆盖材料的折射率逐渐增大接近1.452 1时,光功率损耗迅速增大至最大值.当覆盖材料的折射率由1.453 2逐渐增大时,光功率损耗由最大值逐渐减小,最终维持在某个确定的值.侧边抛磨光纤并不是抛磨深度越深,损耗就越大.侧边抛磨光纤中传输的光功率存在波长相关损耗(WDL).实验结果与理论结论符合较好.

针对轮式光纤侧边抛磨法,研究了在侧边抛磨光纤光栅抛磨区覆盖不同折射率的材料时,侧边抛磨光纤光栅Bragg波长随外界折射率的改变而变化的特性.理论计算与实验结果都表明,侧边抛磨光纤光栅Bragg波长会随抛磨区覆盖材料折射率的增大向长波长方向偏移;侧边抛磨面离光栅区纤芯表面越近,覆盖材料折射率对波长偏移的影响越大.实验指出,当侧边抛磨区覆盖材料的折射率从1.389 7变到1.447 9时,Bragg波长将会发生1.402 nm的偏移.用轮式光纤侧边抛磨法制备的侧边抛磨光纤光栅可应用于光纤光栅的波长调谐或传感器.

根据光纤包层中的倏逝场机制,将具有热光效应的聚合物材料直接覆盖在侧边抛磨光纤上,进行了全光纤热光型可变光衰减器(VOA)的研究。根据理论分析,确定了在侧边抛磨光纤的抛磨区上覆盖材料的折射率与纤芯中光衰减量之间的关系,为选择适当折射率的热光材料提供依据。设计适当的侧边抛磨区,利用先进的轮式侧边抛磨技术,制备了侧边抛磨光纤,以达到最佳可变光衰减效果。采用螺绕电极和优化封装,制作出性能优良的全光纤热光型可变光衰减器。性能测试表明,器件插入损耗小于0.1 dB,衰减范围为0～80 dB,偏振相关损耗小于0.02 dB,背向反射大于70 dB。该方法制作的全光纤热光型可变光衰减器具有可用电驱动调控、可靠性高等优点。

保偏光纤偏振主轴的精确定位是保偏光纤应用中的关键技术之一.文中在观察到保偏光纤侧视图像的光强分布呈五指型的实验基础上,提出了一种用于保偏光纤定轴的新方法,即五指型光强分布特征值判断法.实测表明,用于保偏光纤定轴时,在0°附近,与现有的其它定轴方法相比,五指型光强分布特征值判断法的特征更明显,提高了定轴的灵敏度.此新方法可用于制作保偏光纤器件时,在0°附近的高精度定轴.