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.

提出并实验验证了一种基于匹配光纤光栅法布里珀罗干涉仪的应变传感器解调方法, 该方法综合了光纤法布里珀罗干涉技术和匹配光纤光栅滤波法的优点.通过半导体制冷片和压电陶瓷组成的闭环负反馈控制系统, 精确调节匹配光栅法布里珀罗干涉仪的温度和应变, 有效解决了光栅法布里珀罗干涉仪的失配问题, 从而保证系统静态工作点处于最佳匹配位置, 同时能够避免探头因环境温度波动导致的测量误差.实验结果表明, 该系统能够响应50～800 Hz的输入信号, 应变最小分辨力至少为0.4 nε/Hz1/2, 解调灵敏度高, 且不受环境温度波动的影响, 因而在动态应变或振动测量中具有较高的实用性.

根据强度解调型光纤光栅法布里珀罗干涉仪(FBG-FPI)的应变传感原理，分析讨论了其光栅栅长、折射率调制深度、干涉仪腔长以及与换能器的结合方式等因素对传感器最大应变灵敏度的影响；同时对比分析了强度解调型FBG-FPI与单个光纤布拉格光栅(FBG)以及传统光纤法布里珀罗干涉仪的应变传感灵敏度差异。结果表明，强度解调型FBG-FPI应变传感器的理论可探测最小应变量达10-12量级。利用FBG-FPI粘贴压电陶瓷(PZT)提供的微小周期性应变实验证明，强度解调型FBG-FPI应变传感器具有对微弱交变应变信号的探测能力，并且在进行非线性修正后，该应变传感器还具有良好的线性响应特性。

提出并实验验证了一种动态匹配光栅滤波系统的优化解调方法.在压电陶瓷驱动的动态匹配(光纤)光栅滤波解调系统中，一方面采用上升高压锯齿波，以消除压电陶瓷滞回效应；另一方面将压电陶瓷电压与伸长量关系的反函数作为锯齿波上升电压，以校正压电陶瓷的非线性；进而，为实现解调系统的温度补偿，引入一根中心波长保持不变的参考(光纤)光栅.在锯齿波上升过程中，匹配光栅与参考光栅和传感(光纤)光栅在不同时刻匹配，匹配时间差仅与传感光栅有关，而与解调系统温度无关.实验结果表明，优化后系统的线性度可提高2%，灵敏度与理论值的相对误差小于0.6%；在10～60℃范围内，该解调系统温度变化引起的相对误差小于1%.