针对水下光纤激光推进中存在的冲量耦合系数小、效果发散的问题，提出了用于提升水下光纤激光推进性能的短微腔结构。文中利用Fluent对添加微腔后水下光纤激光推进的结果进行了数值模拟，分析了矩形微腔结构的直径和长度对推进的影响，并在矩形微腔基础上提出U形微腔、双管微腔及含有阻塞结构的微腔。通过仿真得到了不同微腔对推力和冲量耦合系数的增大效果，证明了添加微腔可使水下光纤激光推进的冲量耦合系数得到10³数量级的增大，并通过对比得出4种微腔结构中，双管微腔的结构形态对激光推进的性能提升影响最大，提升效果最好。

水下激光等离子体爆轰波能够作用于微球表面产生推力进而推动微球运动。本课题组依据水下激光等离子体爆轰波的作用机理，提出了激光等离子体爆轰波定点清除血栓的方法。以血液为介质建立血管血栓模型，采用光纤激光器作为动力，进行激光等离子体爆轰波血栓推进的机理研究及数值模拟。结果显示：激光等离子体爆轰波对血栓表面有一定大小的强推力作用，能量为20 μJ的激光对直径为2 mm的下肢静脉血栓表面的峰值推力可以达到1.0 N，而且峰值推力的大小取决于激光能量以及血栓的尺寸和形状。水下光纤激光等离子体推进微球和团簇实验进一步证明了激光等离子体爆轰波定点清除血栓和打散团簇的可行性，为聚集型血栓团簇的定点清除提供了一种可行方法。

偏振串音是指光纤偏振器件与组件中两个正交偏振传输模式之间在微扰点发生的能量相互耦合的现象，而沿传输方向串音的连续分布既能够直接反映其光学偏振性能，如起偏、椭偏、消偏等特性，也能间接反映其制备工艺和外部环境状态，如连接与固定处的应力和应变、温度状态等。因此，偏振串音是光纤偏振器件与组件的固有性能和环境影响的综合体现，有望发展成为在线测试、诊断评价光纤偏振器件与组件性能的通用特征参量。基于白光干涉原理的光学相干域偏振测量(OCDP)技术是实现分布式偏振串音检测的最优方法，它利用扫描式白光干涉仪实现不同偏振模式间的干涉，对分布式串音发生的空间位置及幅值强度进行精确测量，具有超高灵敏度、超大动态范围、超长测量长度等优点。本文以光纤偏振器件与组件——保偏光纤环和多功能集成光学调制器作为分布式偏振串音精确测量与应用的范例，介绍了基于OCDP 技术的分布式串音测试原理，回顾了测量误差的来源及相应的抑制方法，如由测试光路的参数非理想引入的静态误差以及由测试环境变化引入的动态误差，展示了不同环境温度下光纤偏振器件与组件的精确测试结果。最后，结合光纤偏振器件与组件复杂多变的工作环境，对分布式串音测量方法的发展进行了展望。

基于光学异常透射现象的光纤传感器, 因其具有高度的近场增强效应和介电环境的高度敏感性等优点, 在化学、 生物医学等领域有广泛的应用前景。 但是由于在光纤端面加工周期纳米结构需要复杂的工艺或者昂贵的微加工仪器, 限制了基于光学异常透射现象的光纤传感器的发展。 针对这一问题, 提出了模板转移法在光纤端面加工金属周期纳米结构, 并搭建实验系统对应用该方法制作的光纤传感器的传感特性及其物理机理进行了研究。 实验结果表明, 模板转移法能够很好地完成在光纤端面加工高质量的周期金属纳米结构。 应用该方法制作的光纤传感器具有很好的传感特性, 传感器的最高灵敏度达到594.45 nm·RIU-1, 品质因数值达到33.12。

光学相干域偏振测量(OCDP)技术是一种基于白光干涉原理, 利用保偏光纤器件和组件中的偏振传输模式之间存在的能量耦合(偏振串扰)实现分布式偏振特性精确表征的测试方法, 具有超高偏振测量灵敏度(偏振串扰为-100~-90 dB)、高空间分辨率(5~10 cm)、超宽测量动态范围(109~1010)和长光纤测量距离(数千米)等优点, 可以满足包括光纤陀螺核心器件和光路在内的保偏光纤器件与组件的超高偏振性能测试需求。回顾OCDP原理与关键技术, 包括分布式偏振串扰的测试原理与精确建模方法以及OCDP仪器化若干关键技术；展示OCDP技术在超高消光比集成波导调制器、超长陀螺敏感环定量测试与诊断、评估中的应用；针对高性能光纤传感器复杂多变的应用环境, 展望OCDP技术在高精度光纤陀螺的核心器件与整机光路测试中未来的发展方向。