微纳光纤布拉格光栅(MNFBG)的强倏逝场传输和波长选择的光学特性使MNFBG对周围介质折射率与浓度的变化具有较高的灵敏度和可靠性。阐述了MNFBG的制备方法,并分析了MNFBG折射率与浓度传感原理。对MNFBG应用于折射率与浓度传感的研究进展进行了综述。总结了提高MNFBG折射率与浓度传感灵敏度的方法,分析了目前MNFBG研究存在的问题,展望了MNFBG折射率与浓度传感器的发展方向。

为了实现光纤宏弯温度传感, 对单模光纤宏弯损耗的温度响应特性进行了理论与实验研究.理论上对单模光纤宏弯损耗理论公式进行了温度修正.基于该公式模拟了波长、弯曲半径以及温度对纤芯-无限包层结构单模光纤宏弯损耗性能的影响.设计制作了一种带吸收层和镍保护层的单模光纤宏弯温度传感探头并进行了温度传感性能实验测试.结果表明: 纤芯-无限包层结构单模光纤宏弯损耗对弯曲半径、波长和温度变化较为敏感, 与温度之间的响应呈线性, 该探头的温度分辨率为0.4℃; 通过减小弯曲半径和提高光源波长, 可进一步提高其温度灵敏度和分辨率.该结构光纤可近似看作纤芯-无限包层结构光纤, 用于开发光纤宏弯温度传感器.

对单模光纤宏弯损耗进行了理论分析与实验测量, 选取D. Marcuse、H. Renner和L．Faustini的理论公式模拟分析了康宁公司SMF28单模光纤的宏弯损耗, 并与测量结果进行了对比。结果表明: 根据D. Marcuse公式模拟的结果无法预测SMF28光纤宏弯损耗随弯曲半径变化而振荡的趋势, H. Renner的公式能够预测这种趋势, 但模拟结果与测量结果差别较大, 最大相对误差为57.8%, L．Faustini的公式也能模拟该趋势, 且模拟结果与测量结果差别较小, 最大相对误差仅为19.6%, 是一种较为准确的计算带涂覆层单模光纤宏弯损耗的理论公式。

为了研究金属镀层对光纤宏弯损耗性能的影响，建立了带金属镀层的光纤环所受热应力及热应力引起的弹光效应的数学模型。计算了金属镀层光纤环的热应力系数和折射率热应力系数。仿真分析了光纤环向热应力系数Kθt、径向热应力系数Krt和折射率热应力系数Kn的主要影响因素。结果表明：Kθt远大于Krt，光纤主要受到环向热应力，径向热应力可忽略；热应力及其引起的折射率变化与径向位置和镀层厚度有关，与光纤环的弯曲半径基本无关；镀层厚度在0~2000 μm范围内，随着厚度增加，Kθt和Kn均会先快速增大，再缓慢增大并趋于稳定；Kn为负值，随着温度增加，热应力将引起光纤折射率逐渐减小。该模型从理论上解释了金属镀层光纤环的热应力会引起光纤折射率变小，从而改变光纤的宏弯损耗。