分别以铜、铝、有机玻璃、聚四氟乙烯为实验衬底材料, 对采用片式粘敷封装技术的光纤布拉格光栅温度传感增敏特性进行了实验研究。研究结果表明, 当对两侧尾纤有涂覆层的光纤布拉格光栅进行封装时, 其温度灵敏系数分别是裸纤情况下的2.3倍、2.9倍、5.2倍、11.7倍。然而, 粘敷材料在较高温度时显著的热膨胀会引起光纤包层与涂覆层发生一定的脱离, 导致此时其实验结果重复性不甚理想。为了克服这种不利情况, 对尾纤无涂覆层的光纤布拉格光栅进行了封装测试。在测试温度范围内, 其反射波长随温度的变化始终呈现良好的线性关系, 其温度灵敏系数分别提高到了3倍、3.4倍、9.2倍、12.6倍, 测量结果重复性良好。研究结果为将来片式封装光纤布拉格光栅传感器的温度增敏特性的研究, 提供了必要有益的数据支持和参考。

针对光纤Bragg光栅（FBG）温度传感器的溯源性标定问题,研发了一套光纤温度传感仪表智能检测平台,对FBG传感器进行在线校准。检测平台同步分析传感器标定过程中波长变化量及量值转换后物理参量变化量,并利用最小二乘法拟合得出传感器静态标定指标。通过对标定过程中不确定度的分析,将标定结果溯源到国家基准。实验结果表明,通过光纤温度传感仪表智能检测平台标定得到的FBG温度传感器的灵敏度为9.824×10-3nm/℃,线性度为99.91%,校准装置的测量不确定度为0.1℃。

介绍了在相位掩模板法制作光纤光栅的过程中，通过测量和调节光纤在拉直状态下所承受的拉力，从而精确控制光栅布拉格波长的光纤光栅制作方法。利用此方法，可使光纤光栅的波长制作误差控制在±0.05 nm以内，并利用一定周期的相位掩模板制作5 nm波长范围内的任意波长的光纤光栅，极大地提高了相位掩模板法制作技术的效率和灵活性。同时，提出了利用扫描曝光技术，在光纤光栅刻写过程中持续改变光纤拉力，制作啁啾光纤光栅的新方法。

The response of an optical strain sensor based on the fiber Bragg grating is theoretically analyzed with a different approach of that found usually in the literature. In this model, geometrical changes suffered by the grating itself are taken into account. The results are compared with those from experiments, showing very good agreement.

研制了一种宽调谐光纤光栅滤波器(FBG)。该滤波器通过光纤插芯导引光栅, 利用轴向压缩技术,实现了25nm的调谐。 调谐过程中, FBG布拉格波长改变量与微位移台调节量呈良好的线性关系, FBG反射率波动小于0.59dB, 3dB带宽 波动小于0.1nm,装置稳定性较好,布拉格波长在30min内的漂移量小于0.07nm。

提出一种相位掩模干涉仪用于对光纤光栅写入不同的Bragg波长。该系统中，光纤光栅由两块可旋转棱镜所形成的紫外干涉条纹写入，其中相位掩模被用作 1级衍射光的分束器。当两块顶角由相位掩模的 1级衍射角和棱镜折射率确定的棱镜的底部相互平行放置时，该相位掩模给出了Bragg波长的参考值。当Bragg波长的频移为1 nm时，棱镜最大的旋转角为1°，最小的旋转角是2.4′。与Talbot干涉仪中平面镜的旋转角23″/nm相比，该相位干涉仪中棱镜的旋转精度降低了2~3个数量级。该可调谐相位掩模干涉仪仅用一块相位掩模和两块旋转棱镜就可实现写入具有不同Bragg波长的光栅，替代了许多具有不同光栅周期的相位掩模。

将一种可旋转的双棱镜引入到相位掩模技术中以改变光栅的写入Bragg波长.在该系统中，光纤光栅是由来自可旋转双棱镜所形成的波长为248 nm的紫外干涉条纹写入的，其中，相位掩模被用作 1级衍射光的分束器，通过双棱镜的旋转可改变两写入光束的交叉角.为了初始化Bragg波长的参考值，双光栅的顶角由相位掩模的 1级衍射角和双棱镜的折射率确定.因为在~100 nm范围内两光束的非对称旋转对光栅周期的改变是5×10-4 nm，双棱镜引入的光栅的闪耀可忽略.当Bragg波长的移位为1 nm时，棱镜最大的旋转角为~1 degree，最小的旋转角是~2.4 min.与Talbot干涉仪中平面镜的旋转角~23 s/nm相比，该相位干涉仪中棱镜的旋转精度降低了2~3个数量级.

由于各种光噪声的影响,基于可调谐法布里-珀罗(F-P)滤波器的光栅解调仪解调精度不够高,光路噪声通常会带来10pm量级的波长测量误差。为了提高布喇格波长检测精度,采用了在解调过程中对光纤光栅反射谱进行高斯拟合,从而消减噪声影响的方法。实验发现,拟合后中心波长的测量误差小于2.5pm,温度测量值与实际温度之间的标准方差为0.3°C。结果表明,在有害噪声信号不是非常大的情况下,该方法能有效提高波长检测精度。

基于光纤布拉格光栅应变传感器的解调原理，分析了传感器性能蜕化时应变传感系统中解调异常的问题，通过理论推导及模拟仿真，发现了存在解调的测量峰值波长少于实际传感器数量的现象，并提出了解决方法，在工程应用中对此进行了验证，证实了方法的有效性。

一种干涉条纹运动的扫描式Talbot干涉仪被用于改变光纤Bragg光栅的写入Bragg波长。在系统中，光纤光栅是由来自相位掩模的±1级衍射光经平面镜反射后在远场形成紫外干涉条纹写入的，其中，相位掩模被用作±1级衍射光的分束器。值得注意的是通过干涉条纹的运动来扫描写入光纤光栅，有效降低了Talbot干涉仪对写入光源相干性的要求。