利用表面等离子体共振技术进行电介质样品成像研究.采用高数值孔径显微物镜作为耦合元件，632.8 nm HeNe激光会聚激发金膜产生表面等离子体共振，通过狭缝光阑限制光束入射角，对金膜上的氮化硅光栅进行成像.反射光由放置在样品像方共轭面上的CCD摄像机接收，获得样品的表面等离子体共振像.通过扫描移动狭缝，得到入射角从44°至54°的扫描样品图像，从图像中提取样品各点的表面等离子体共振曲线，由计算机重构出样品的表面等离子体共振角谱灰度图.

利用高数值孔径显微物镜(油浸)并采用Kretschmann结构在52.3 nm金膜上激发了表面等离子体共振.从麦克斯韦方程和菲涅尔公式出发, 建立了相应的数学模型, 并对物镜后焦面的光强分布进行了数值模拟.由图像传感器采集了后焦面的光强分布, 通过计算机处理并显示.与理论结果对比, 实验得到的共振角与理论值相符.对数值模拟和检测结果的分析为金膜表面介质的表面等离子体共振成像应用和折射率检测提供了理论与实验依据.

为了解决现有矢量偏振光束(VPB)产生装置结构复杂、成本高等问题，提出了利用一种由多个线型偏振器件构成的同心圆环装置即显偏器(PAF)产生矢量偏振光束的新方法。基于显偏器的特殊结构特点，由LED光源输出的自然光束经显偏器，可产生角向偏振光束(APB)，再经两个快轴成45°角的半波片可将角向偏振光束转换成径向偏振光束(RPB)。采用此方法获得的矢量偏振光束经线偏振片验证其光强分布情况，研究发现所得结果与已发表的实验结果相符，验证了该方法的有效性和实用性。

抽运源功率漂移与放大自发辐射(ASE)噪声是导致超荧光光源(SFS)输出功率起伏的主要因素。为了实现SFS功率的稳恒输出，设计了一种新颖的数字模糊控制与模拟比例控制相结合的混合控制器。由于混合控制器对系统内的高频/低频噪声均能够有效抑制，因此SFS输出功率的稳定性得到显著提高。实验结果表明，SFS输出功率的短期稳定度达到±0.032% (±0.0014 dB)，长期稳定度达到±0.041%(±0.0018 dB)。

为解决光纤光栅应变与温度交叉敏感的问题，利用非对称马赫曾德尔光纤滤波器替代光纤光栅作为应力传感元件，在消除应变与温度交叉敏感问题的前提下，仍然具有波长编码的优势。设计了一种基于马赫曾德尔滤波器结构的光纤应力传感器。研究了该传感器的单通道和多通道两种传感模型，其中单通道传感模型分为滤波器单臂粘贴在悬臂梁上和双臂粘贴的两种模型，而多通道传感器就是一个小型的波分复用系统。理论分析了马赫曾德尔滤波器的应力敏感特性，并对影响其敏感特性的因素进行讨论。在理论分析的基础上，搭建光路从实验上对其可行性进行验证，并对影响实验结果的因素进行了分析。

传统的超荧光光源理论分析方法存在着复杂度高、稳定性差等缺点。相反, 掺铒光纤放大器的理论研究方法——Giles模型则具有复杂度低、稳定性好、收敛速度快的优点。考虑到二者在结构上的相似性, 将Giles模型引入到铒光纤超荧光光源的理论研究中, 并利用4～5阶龙格-库塔法对单程正向抽运结构超荧光光源输出功率随铒光纤长度、铒离子浓度和抽运功率的变化关系进行了仿真研究。数值结果表明, 使用Giles模型不但可以精确描述超荧光光源的功率输出特性, 而且仿真算法的复杂度得以大大降低, 进一步提高了超荧光光源理论分析方法的实用性。

为了提高光源抑制噪音的能力，提出一种基于模糊控制和比例控制的模数混合控制器，对中心波长为650nm的半导体激光二极管的输出功率进行高准确度稳恒控制．实验结果表明，施加功率控制后，光源输出功率的静态稳定度达到±0．48‰，动态稳定度优于±1‰．

提出了一种新型的电光混合光纤光学双稳装置，它由波长为1．55μm带尾纤的DFB半导体激光器、全光纤可调谐Fabry－Perot滤波器和电光反馈电路构成。实验中通过改变输入光强实现了光学双稳运转。讨论了该双稳器件在激光光强稳定器和光纤传感器方面的应用。

为了拓宽光纤耦合器的使用范围,开发光纤耦合器的新功能,采用熔锥技术制作波长敏感耦合器,该耦合器在分光的同时对波长敏感。通过耦合理论验证实验结果,实验数据与理论值相符合。实验中得到波长灵敏度最大值为17.86 ％/ nm的耦合器。采用拉锥工艺制作波长敏感耦合器工艺简单,耦合比峰值对应波长控制易于实现。该耦合器可用于光纤光栅布拉格波长漂移解调。令待解调光纤光栅布拉格波长与耦合器波长灵敏度最大值对应的波长一致,当波长发生漂移时,耦合器输出耦合比发生变化。自制的波长敏感耦合器实现了对布拉格波长为1566.71 nm光纤光栅波长漂移的解调,波长漂移1.80 nm,耦合比变化20.34%。此种解调方式具有光路简单,易于与光纤匹配的优点,可以应用在大型建筑中光纤光栅的健康监测。

频域光纤光学双稳态是光学双稳态原理和现代光纤技术的有机结合，具有广阔的应用前景。本文综述了基于可调谐激光器的电光混合型和本征型频域光学双稳态的工作机制和最新研究进展，并对这种器件在光纤激光稳功率器、光开关和数字式光纤传感器等方面的应用进行了讨论。