使用单个光杠杆监测传感器应变时, 传感器两端的被夹持部位受力后易与电子万能试验机的夹持器产生滑移。为了消除滑移影响以提高测试精度, 本文使用两套光杠杆建立了测量弹性受力部位呈非等截面的光纤布拉格光栅(FBG)传感器等效应变系数ηεeff的实验测量系统。测试时, 将两套光杠杆的平面反射镜分别安放在传感器弹性受力部位两侧的固定端端面上,测量出两个固定端在受力变形后的相对位移和相应的FBG中心波长变化量。然后, 使用曲线拟合法和累加均值法对实验测得的数据进行处理来获得ηεeff。建立了仿真模型, 得到了ηεeff预估值并与实测值进行了对比。结果显示: 实验测得的ηεeff为0.681 7 με /pm, 精度为0.91%, 与仿真获得的预估值0.672 0 με/pm相差仅为1.42%。该方法满足了准确测量非等截面结构FBG传感器应变系数的要求。

设计了一种基于焦耳热的新型光纤布喇格光栅电压传感器以用于小电压的精确监测.实验中通过真空蒸镀法在光栅周围镀上一层金属镍, 并将光栅密闭封装在充满气凝胶的铜管中.电压传感通过所镀金属镍层在通电过程中产生的焦耳热引起栅区温度升高, 导致光纤光栅反射谱中心波长漂移, 从而实现电压与光纤光栅中心波长漂移量的变换.实验表明, 封装后的直流电压灵敏度达到520 pm/V2, 并可用于较低频率的交流传感, 且系统结构简单、精度高、易于实现.

提出一种基于光纤腔衰荡系统并以一小段包层腐蚀光纤作为传感头的液体挥发测量方法, 同时搭建相应的实验装置进行了实验研究.从模式理论出发分析单模光纤传输模场的能量分布, 并采用有限元法数值模拟光纤端面能量的分布, 结果表明: 包层越细的单模光纤对应越大的消光系数, 即泄露出来的倏逝波能量越大, 从而对外界环境更敏感, 但是较细包层的单模光纤存在的损耗更大.综合分析得出腐蚀光纤的最佳直径应为26 μm, 最佳腐蚀长度为1 cm.通过实时监测衰荡谱的衰荡时间变化, 得到了30 ℃恒温环境下, 乙醇与丙三醇混合溶液中乙醇浓度随挥发时间的变化曲线.实验结果表明, 混合溶液中乙醇的浓度随挥发时间呈单指数规律衰减, 该变化规律与理论分析相符.由于液体浓度与其折射率成正比, 随着乙醇的挥发, 混合溶液的折射率逐渐接近光纤包层的折射率, 使其对腐蚀光纤纤芯中泄漏的倏逝波能量的吸收程度逐渐增大, 环腔的衰荡时间也相应逐渐减小.此外, 该监测方法在常温下具有较低的温度交叉敏感性.

提出了一种基于光纤布喇格光栅的飞机驾驶杆力传感器. 理论上讨论了飞机驾驶杆弹性元件力学特性和光纤布喇格光栅的应变传感特性，分析了飞机驾驶杆力传感器的灵敏特性. 实验上通过测量不同外加载荷力作用下光纤光栅中心波长变化，研究了光纤光栅式飞机驾驶杆力传感器的传感响应特性. 实验结果表明：光纤光栅中心波长漂移量和外加载荷力成线性关系，与理论分析吻合；传感器的横向与纵向灵敏度可以分别达到2.07 pm·N－1和1.80 pm·N－1，与数值模拟结果基本一致.

提出用光纤环腔衰荡技术研究单模光纤的弯曲损耗及其随弯曲半径和温度变化的振荡特性。光纤弯曲时,从基模辐射出去的一部分能量在包层涂敷层或涂敷层空气界面处发生反射形成回音壁(WG)模,当满足同向耦合条件时,WG模又重新耦合回纤芯与基模发生干涉,使光纤的弯曲损耗产生振荡。实验结果表明,在弯曲半径为9.33-27.63 mm的范围内,单模光纤的弯曲损耗除了随弯曲半径的减小呈指数增大外,还伴随有振荡现象,且WG模与纤芯基模之间还会发生二阶耦合,导致次级振荡的存在;弯曲损耗随温度的变化也存在振荡现象,振荡周期随温度的升高和弯曲半径的减小而减小。实验得到的振荡峰的位置和幅值及振荡周期与理论分析结果一致。

采用列文伯格-马夸尔特算法（L-M）和最小二乘法（LS）对带有高斯白噪音的两种模拟衰荡信号进行了拟合分析.结果表明:L-M相对于LS所得结果更准确,相对误差更小,抗噪音能力更强,且重复性更好.搭建了两种光腔衰荡光谱法系统,分别得到连续和脉冲衰荡信号,依据理论分析结果对实验数据进行了处理,所得结论与模拟结果一致.

提出了一种利用激光谐振腔测量透明介质薄板光学均匀性的新方法.该方法将对折射率微差的测量转化为对激光谐振频率的变化进行测量.两种样品的实验对比结果表明,该方法可以实现10-5量级以上灵敏度的光学均匀性测量.最后分析了实验结果的误差及适用的灵敏度测量范围.

利用具有温度控制的磁光调制倍频法，测量了Tb20顺磁性铽玻璃在293K～343K范围内不同温度下的本征旋转和费尔德常量的温度响应特性．结果表明，这种铽玻璃具有敏感的温度响应．以此种玻璃制作各种磁光器件，特别是在准确度要求很高的零锁区激光陀螺中作为法拉第偏频器件时，必须进行温度补偿．最后给出了两种可能的温度补偿方法．