设计了一种基于啁啾光纤布拉格光栅的新型加速度传感器,该传感器主要由矩形悬臂梁构成的传感机构和光纤光谱仪及光电探测器组成.导出了啁啾光纤布拉格光栅的反射谱带宽与加速度的关系;通过光谱仪检测啁啾光纤布拉格光栅反射谱的带宽或检测光电探测器输出的电压,即可获得加速度的大小.实验结果表明,该啁啾光纤布拉格光栅反射谱带宽及光电探测器输出的电压对温度变化不敏感,且在0~700 m/s2测量范围内,反射谱带宽与加速度间具有良好的线性关系.由于反射谱带宽展宽造成了光纤布拉格光栅反射率的降低,因此光电探测器输出电压的线性响应范围只能达到0~35 m/s2,带宽和电压灵敏度分别达到0.005 6 nm·m-1·s-2和0.785 6 m V·m-1·s-2.

为了研究噪声光对位置敏感探测器测量准确度的影响, 首先对3种噪声光进行了描述, 然后运用方差分析法建立了位置敏感探测器测量准确度的数学模型, 并对系统的误差进行了分析。结果表明, 实验数据和计算数据是一致的, 此实验结果证明了该数学模型的正确性。

设计了一种基于光纤布拉格光栅啁啾效应的磁场传感器, 导出了光纤布拉格光栅的反射谱带宽与磁感应强度的关系。传感器工作时, 磁场中的圆盘形软铁受到通电螺旋管线圈磁场力的作用, 引起矩形悬臂梁变形, 从而导致粘贴在悬臂梁侧边的光纤布拉格光栅的反射光谱带宽发生变化; 利用光谱分析仪, 通过检测光纤布拉格光栅反射谱带宽的变化量, 即可得到被测磁场磁感应强度的大小。当光谱分析仪的分辨率为0.001 nm时, 可测量磁感应强度为6~70 mT。实验结果表明: 该光纤布拉格光栅反射光谱带宽的变化量对温度变化不敏感, 当温度从0℃变化到45℃时, 3 dB带宽的变化小于8 pm。实验结果和理论分析一致, 表明该方案切实可行。

设计了一种基于啁啾光纤布喇格光栅的新型液位传感器，该传感器主要由矩形悬臂梁构成的传感机构和光纤光谱仪组成。导出了啁啾光纤布喇格光栅的反射谱带宽与液位的关系；通过光谱仪检测啁啾光纤布拉格光栅反射谱的带宽，就可以得到被测液位的高度。并对设计的传感器系统进行了实验验证，实验结果表明，该啁啾光纤布拉格光栅反射谱带宽对温度变化不敏感，且在测量范围内，反射谱带宽与被测液位间有很好的线性关系。

在分析四象限位置敏感器件（4QPSD）结构及特点的基础上，利用该器件作为核心探测器，设计了一种光电探测系统，对高分辨率横向位移的探测进行了研究。系统主要包括LED光发射、光接收、信号处理和显示等部分。LED发射的光束经聚焦透镜汇聚后射向反射镜，反射光聚焦到一个4QPSD上，经线性化的信号处理电路处理后，可实现高分辨率横向位移的测量。实验证明：横向位移测量稳定性与精度与测量距离无关，系统的误差主要来自反射镜反射的非均匀性。

为了测量纳米材料的热扩散率，采用激光光热位移技术测量了不同频率下热位移的相位，由相位的拟合曲线得到材料热扩散率的方法，得到了不同退火温度下纳米TiO₂热扩散率。结果表明，纳米TiO₂的热扩散率随退火温度升高而减小。

两电流产生的电磁力使等腰三角形悬臂梁变形,从而导致安装在悬臂梁两边的光纤布拉格光栅的布拉格波长漂移.通过检测两个布拉格光栅的波长漂移差,得到被测电流.双光纤布拉格光栅通过补偿温度效应,解决了光纤布拉格光栅传感器的交叉敏感问题.垂直放置的等腰三角形悬臂梁,确保光纤光栅在传感过程中不出现啁啾现象,又避免了自身重量和导线重量对测量结果的影响,从而减少了测量误差.该系统传感灵敏度为0.097nm/A,与理论值的相对误差为3.38%,结果表明该传感器结构是可行的.

通过引进电光λ/4波片的Jones矩阵,阐明了用脉冲控制的电光波片构成的光学直流电压传感器的敏感特性;该传感器结构把被测量的直流电压信号转换成了交流脉冲控制的电压信号,因此输出电压信号对电磁干扰不敏感,且消除了输入光强波动的影响;双光路的输出结构消除了温度变化引起的干扰双折射的影响.用该传感器对-500～500V的直流电压进行了测量,其非线性误差在±0.5%以内,实验结果表明,该传感器结构是可行的.

设计了一种工作波长为800 nm的光纤压力传感器,提出了一种用补偿光纤对温度和双折射进行补偿的方法,并从理论上进行了解释.在不同温度和压力条件下对该传感器进行了实验,相对误差小于1.5%.实验结果表明,该补偿方法是有效的.在0℃～50℃的温度下,对传感器在O～40 MPa的压力范围内进行了测试,其标准偏差在1%以内.

为了测量浮法玻璃的斑马角，采用了莫尔条纹的测量方法，该法能够分辨玻璃转动0．2°所引起的变形，且斑马角的平均偏差为0．87%。实验结果表明，该法优于传统的浮法玻璃斑马角测量法。