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%.

提出了一种基于光纤光栅法布里-珀罗(F-P)腔的低频振动传感方案并进行了理论分析和实验研究.采用单频激光器作为光源,光纤光栅F-P腔通过两点涂胶方式粘接在等强度悬臂梁上,待测振动信号通过支架和悬臂梁将振动作用传至光纤光栅F-P腔,引起腔长周期性变化,从而改变光纤光栅F-P腔的反射光谱特性,通过解调输出光信号的振荡频率和峰值,即可实现对振动信号频率和幅值的测量.利用压电陶瓷模拟的低频振动信号进行了实验验证,测量结果与理论分析相吻合.该传感器测量灵敏度高,特别适用于微弱振动信号的测量.

提出了一种基于光纤光栅法布里-珀罗干涉仪且可以同时测量交变电流和温度的传感器, 并对其进行了理论分析和实验研究.该传感器采用单频激光入射, 作为反射镜的一对光纤布喇格光栅自由放置, 其间的法布里-珀罗腔粘贴在磁致伸缩材料上, 通电导线周围的磁场通过磁致伸缩材料作用于光纤光栅法布里-珀罗腔, 引起腔长周期性变化.同时, 由于热膨胀和热光效应, 环境温度的变化会引起光纤长度和折射率的改变, 从而改变光纤光栅法布里-珀罗腔的反射光谱特性.通过检测输出光信号的频率和峰值可实现电流和温度的同时测量.对通电线圈的电流及环境温度进行测量的实验结果与理论分析相吻合.

针对磁致伸缩材料在弱磁场传感器领域的应用需要，采用迈克耳逊干涉原理实验测量了零应力条件下Tb-Dy-Fe材料和Fe-Ga合金的磁场响应灵敏度，以及不同应力下Fe-Ga合金的磁场响应特性和温度响应特性.实验结果表明：在零应力，外加磁场16 mT条件下，Fe-Ga合金的磁场响应灵敏度远高于Tb-Dy-Fe材料，更合适作为弱磁场传感器敏感材料；同时，在1.2 MPa预应力和26 mT偏置磁场下，Fe-Ga合金材料具有较好的磁场响应灵敏度和较大的饱和磁致伸缩系数，因而处在最佳工作状态.所得到的材料的磁场和温度响应曲线可作为弱磁场传感器参量设计的参考依据.

把组成光纤光栅法布里-珀罗腔的两个光纤光栅的初相位纳入了讨论范围，用耦合波方程推导了任意初相位下光纤光栅法布里-珀罗腔的透射和反射率的表达式。其中的相位因子包含了由光传播常数调制的腔长、光纤光栅的相位突变、光纤光栅初相位和由光纤光栅空间频率调制的光栅长度等四部分。分析了光纤光栅初相、由光栅空间频率调制的光栅长度两个因子对反射谱的影响，并提出了一种把光纤光栅法布里-珀罗腔等效为理想法布里-珀罗腔的方法。