功率合束器能获得高功率的激光输出, 而选择超连续谱激光作为输入光源能获得宽光谱, 两者结合的宽谱功率合束器是目前的一个研究热点。文中数值模拟分析了基于超连续谱光源非相干功率合束的3×1宽谱功率合束器。对比分析不同波长合束后传输效率、光束质量的变化。通过对比分析不同波长的仿真结果, 评价该种结构的3×1宽谱功率合束器对宽谱光源的合束效果, 以期对光纤宽谱功率合束器的制作和使用提供参考。

提出并实现了一种基于多纵模分布布拉格反射(DBR)光纤激光器的有源位移传感器,利用多纵模DBR光纤激光器的各纵模之间的拍频(LMB)进行传感。该传感器采用等强度悬臂梁结构,通过激光器各纵模之间拍频的变化来测量悬臂梁自由端的位移。在-60.17-59.75 mm的位移变化范围内,拍频从273.85-272.908 MHz基本成线性变化,线性拟合度达到0.9993,与理论推导相吻合。重复测量表明,该传感器的稳定性很好。根据测量仪器的最小分辨度以及频谱线宽,该传感器的测量精度为3.8×10-3 mm。

以光纤光栅为敏感元件,设计并实现了一种基于圆柱结构的三维应力传感器.该传感器由三个光纤布喇格光栅等角度粘贴在圆柱体探头而实现.对这种三维传感器应用材料力学理论进行了传感原理的推导与分析,并进行了任意方向上应力大小的传感测量实验.实验表明:这种传感器可以准确测量三维空间任意方向的应力大小及方向,测量线性度高;在0-5N的测量范围内,误差不超过±1.58%,分辨率为9.2×10－3N.

介绍了一种基于单纵模分布布拉格反射(DBR)光纤激光器的新型压力传感器。该传感器基于拍频检测原理,其解调方法与传统光波长解调相比成本低且易实现。激光器谐振腔的增益光纤在应力作用下感生双折射从而导致单纵模激光器原本简并的正交偏振模式分离,互相差拍,产生1 GHz左右的拍频。对这种新型传感器进行了理论分析和实验论证,通过对0～1.2 N范围内压力进行传感检测,测得拍频为800～1200 MHz,曲线拟合度达到99.76%。结果表明,该压力传感器不仅延续了光纤光栅传感器高灵敏度等优点。还可以看作是在原有光纤Bragg光栅传感技术的升级,以分布布拉格反射(DBR)代替光纤光栅作为传感基元,将无源传感升级为有源传感,以提高信噪比和传输距离。

提出了一种基于光纤环形腔的压力传感器系统.利用两个耦合器和一段单模光纤组成光纤环形腔,用光纤Bragg光栅作为传感元件,将测量的压力转化为光波在环形腔传输所对应的的衰落时间.当所施加的压力改变时,可得到压力与衰落时间成正比例关系,与理论推导一致.基于这种原理的压力测量系统具有结构简单,测量方便的优点.

对基于M-Z干涉技术的光纤围栏系统进行了实验研究.讨论并分析了M-Z干涉技术在光纤围栏系统中的应用原理.利用M-Z干涉技术和互相关技术,在总计60 km的光纤上进行了单点和两点扰动的原理性实验.在采样速率为20 MHz时,理论上最高可达10 m的定位准确度.

采用两级解调的方法，优化了WDM／SDM光纤光栅传感复用系统的解调规则，探索了采用双解调系统，同时对光纤光栅传感阵列进行解调以提高传感系统解调速度的方法．在系统设计中采用Petri Net理论来解决多解调系统协调运行的问题．通过构建双解调四通道的布喇格光纤光栅应变传感复用系统验证了多解调复用技术的可行性，采用排队论理论，模拟仿真了双解调系统的性能．理论分析和实验表明双解调系统的平均等待时间比传统的解调方法的平均等待时间低一个数量级．

利用光纤光栅作为基本传感元件，设计研制了一种基于轮辐式压力盒装置的新型光纤光栅压力传感器．常温下在0～30KN的范围内，其测量线性度达到99．91%，灵敏度达到22N，且响应速度快．与其它类型的光纤光栅压力传感器相比，轮辐式光纤光栅压力传感器具有更大的测量范围、更高的抗干扰能力，并且由于光纤光栅本身的波分复用特性，可以很方便地构成压力传感网络进行多种物理量、多点的测量．实验表明：本传感系统具有结构简单、操作方便、滞后小、重复性好、结构高度小、重量轻等优点，在桥梁、大厦等超大型建筑以及大型管道等的检测与监测方面将会有更为广阔的应用前景．

报道了一种功率均衡的超宽带可调谐掺铒光纤激光器.该激光器采用窄线宽可调谐FP滤波器、掺铒光纤、波分复用器和耦合器构成光纤环形腔激光器,并通过部分反馈光功率自动控制,对输出激光功率进行均衡.实现了87 nm带宽(1525～1612 nm)范围内,输出激光功率波动小于0.2 dB的均衡结果.输出激光3 dB线宽为0.26 nm,边模抑制比大于55 dB.

采用光纤布喇格光栅作为基本传感器件,设计制作了光纤光栅水听器.利用匹配光纤光栅解调技术,实现了高灵敏度、高速度的动态信号测量,并进行了相关的水下声音测量实验.实验系统可测量水声信号频率范围为10 Hz～3 kHz,测量动态范围为60 dB,其结果具有很高的线性度.