针对连续脉冲编码解码技术在分布式光纤喇曼温度传感器应用中出现被测光纤非线性峰值阀值光功率变低、编码过程较复杂等问题，提出了一种将光脉冲码均匀分布在整条被测光纤的单工循环编码解码技术和应用方案，并在27 km单模系统中与传统单脉冲技术系统做了对比实验.结果表明：相比连续编码解码技术, 单工循环编码解码技术不仅保持了编码解码技术相对于传统单脉冲技术的信噪比改善能力，而且有效地提高了光纤的非线性峰值阀值光功率.在编码时只需循环发送一组码，就可使系统的信噪比和测量距离获得极大的提高.采用211位循环编码解码技术的多模系统经16万次重复测量后，可在25 km处获得±1.5℃的温度不确定度，空间分辨率为3 m.

介绍了一种基于时分复用光纤传感技术的准分布折射率传感器。通过测量光纤端面的菲涅耳反射信号的强度，实现对待测溶液折射率的分布检测。在多个测量点之间采用不同长度的延迟光纤，利用不同传感位置处的菲涅耳反射信号回到测量端的时间差来实现距离可分辨的多点测量。实验结果表明该传感器的测量距离达16 km，测得折射率范围为1.3486~1.4525，对应的灵敏度范围为38.785~305.430 dB/RIU(RIU 为折射率单元)。

文章对光纤拉曼放大器系统应用于NZ-DSF(非零色散位移光纤)中存在的泵浦与噪声之间的FWM(四波混频)现象进行了理论分析和实验证明。在理论分析中推断出第4束光出现的位置, 并且在实验中加以证明。由此基础上提出, 在光纤拉曼放大器系统中应用NZ-DSF时, 泵浦波长应当远离零色散位移点, 避免FWM效应的产生。

介绍了分布式光纤拉曼温度传感器(DTS)的基本原理、 发展趋势和工程应用研究状况, 研究了分布式光纤拉曼温度传感器的关键技术, 全面提升了DTS的性能。 将拉曼放大技术应用于DTS系统, 用拉曼增益部分抵偿光纤的传输损耗, 使系统的传感长度达到50 km; 对脉冲激光器进行211位循环编码, 在接收时采用相关运算解调, 显著提高系统的信噪比, 使测温不确定度达到1 ℃; 采用双波长自校正技术提高了系统的空间分辨率, 达到2 m; 在DTS系统中嵌入光开关, 使测温通道成倍扩展, 有效延伸了传感光纤的总长度, 组成光纤传感网络。

基于矢量衍射理论，计算了径向偏振光束在焦点处光强分布。在径向偏振光束的聚焦过程中，焦斑大小主要取决于视场边缘的光线。根据这一特点，设计了以视场角正切值为自变量的连续型相位滤波函数。利用非线性规化算法，以缩小焦平面上横向宽度为目标，在不同的斯特尔比的约束条件下，优化得到一组相位滤波参数。计算结果表明，径向偏振光束通过此种相位滤波器再聚焦后，在保持相同斯特尔比的条件下，可获得更小的聚焦光斑。

我们选用CCl4和CS2混合溶液作为芯液制作了有机液芯光纤, 采用后向泵浦的方式测量了光纤的拉曼光谱。实验中发现, 随着溶质浓度和光纤长度的变化, 拉曼谱强度也随之变化, 并存在溶质最佳浓度和最佳光纤长度, 这与理论分析值相符, 并发现随着溶质浓度的降低, 拉曼光谱线宽变窄。

采用一种智能温度补偿电路对雪崩光电二极管的反偏电压进行温度补偿，抵消环境温度对雪崩光电二极管的影响，从而大大降低了系统的温度漂移.采用该温度补偿电路的系统可在0℃到60℃的环境温度范围内将温漂引起的测量偏差控制在±0.1℃之内.和传统的恒温装置相比，采用该温度补偿电路可有效地降低系统的功耗和成本.相对采用热敏电阻的温度补偿电路，该温度补偿电路的温度补偿线性更好，补偿系数设置更灵活.

将长周期光纤光栅(LPG)和光纤Sagnac环相结合, 实现了折射率和温度的同时测量。 首先利用二氧化碳激光器在保偏光纤上制作了长周期光纤光栅(PM-LPG), 然后把该PM-LPG和普通单模光纤耦合器组成Sagnac环, 作为传感单元。 实验选择其某一透射峰作为测试对象, 其波长随温度变化, 强度随折射率变化, 因此可实现两个参量的同时测量。 实验获得的温度灵敏度为-0.654 nm·℃-1, 折射率灵敏度为49.9 dB·RIU-1。 整个实验系统成本低、 简单实用, 具有较好的应用前景。

在背向抽运的光纤拉曼放大器(FRA)中,能够观察到级联的受激布里渊散射(SBS)。在SBS实验中，采用最大输出功率为3000 mW的三波长光纤拉曼激光器作为拉曼抽运源，25 km单模光纤(SMF)作为布里渊增益和拉曼增益介质，功率为3 dBm的外腔式激光器（ECL）作为布里渊抽运源。在实验中观察到的前、后向级联SBS的最高级数分别为156条和89条，前、后向SBS相邻级次光谱之间的频移分别为11 GHz和22 GHz，即它们波长间隔分别为0.085 nm和0.166 nm，光谱带宽分别为13.580 nm和14.812 nm。与前向传输相比，后向输出的平坦性要好。与单波长FRA相比，用三波长拉曼激光器作为抽运源更容易得到平坦性好和阶数更多的级联SBS。

研究和讨论了分布式光纤传感器系统的测温方法和原理, 介绍了国内外的研究概况、存在的问题和当前的研究趋势, 探索了新一代光纤非线性效应的光纤传感机理。提出了光纤非线性散射效应的融合原理, 研究和设计了一系列基于光纤拉曼与布里渊散射的分布式光纤传感器, 采用光纤色散与损耗光谱的自校正方法提高了系统的可靠性、空间分辨率和测温精度; 采用脉冲编码调制光源, 提高了系统的信噪比和测温精度。