从理论上和实验上研究了一种操作简单、响应速度快、价格低廉和高分辨率的基于阵列波导光栅(AWG)的准分布式光纤布拉格光栅(FBG)传感器。该传感系统采用了阵列波导光栅双通道强度解调技术对光纤光栅的布拉格波长和温度进行精确的解调。实验结果表明, 该系统对宽带宽光纤光栅的布拉格波长和温度解调均具有高线性度, 考虑系统稳定性及光纤布拉格光栅之间的串扰影响, 波长测量精度仍可达2 pm, 温度测量精度优于0.2 ℃。

新型高效的纳米光波导器件的研制纳米集成光学的核心技术之一。Y分支波导作为最基本的分光和光路连接元件是纳米光学器件设计与制备的基础。运用时域有限差分(FDTD)法,模拟计算了基于表面等等离波子(SPP)的纳米Y分支波导的传输特性。结果表明,该新型Y分支波导在光通信波段可以实现大角度的分光功能,且在180°分支情况下,传输效率仍高达92.8%以上。另外,该波导还具有导波性能良好、对分叉处间隙缺陷大小不敏感及制作容差较大和器件尺寸在纳米量级等特点。对该新型光波导器件的研究为未来纳米集成光学器件的研制和应用有一定的指导意义。

从理论和实验上研究了一种操作简单、价格低廉、灵敏度高的折射率光纤传感器。该传感器采用光纤回波强度调制原理, 用半导体激光器作为光源, 普通光功率计作为光电探测器, 传感头为普通光纤端面。根据回波损耗随界面物质折射率不同而发生变化的机制, 导出相对回波强度与折射率之间的对应关系。计算证明相对回波强度参量的引入能够有效地消除仪器的不稳定性、内部损耗和环境影响带来的测量误差, 提高测量精度。灵敏度分析表明, 对于具有0.01 dBm的仪器测量精度, 相应的折射率分辨率可达2×10-4折射率单位。实验结果表明在液体折射率1.30～1.45的范围内, 测量值均能很好地与理论值相符合, 且相对偏差低于5%。