提出了一种基于全光纤电流传感器的3×3光纤耦合器相位差测量方法。根据萨格奈克干涉仪的原理得到电流传感器的预测响应与耦合器端口之间相位差及干涉对比度这两个参数的关系。通过比较光纤电流传感器的实际测量响应和不同组参数的预测响应之间的误差平方和建立目标函数，并利用优化算法获得使误差函数最小的一组光纤耦合器相位差和对比度参数。采用该方法对一商用3×3光纤耦合器进行了实验研究，实验结果与理论估计基本吻合。

韦尔代常数(Verdet)是决定光纤电流传感器(FOCT)灵敏度的重要因素之一。根据萨格纳克(Sagnac)干涉原理计算得到校准信号，并测量FOCT的实际输出信号，通过比较这两组信号建立目标函数，基于单纯形算法进行参数优化，从而得到石英光纤的韦尔代常数。实验结果与经典模型计算结果基本吻合。FOCT的输出信号经过测量电路会引入相位差；另外受到调制器和外界环境的影响，干涉回路的工作点会产生漂移，导致输出信号不对称而产生直流量。考虑到以上因素，提出的这种方法还能同时测量出电路的相位差、干涉回路的工作点以及反映非线性畸变的直流量。

为了单独研究起偏器，假设其余器件均为理想器件；以琼斯矩阵作为数学工具，建立了各器件的矩阵表达式，并推导了起偏器不完备影响下的干涉结果表达式。理论分析了起偏器的消光比和其尾纤熔接角度对系统的影响，并做了仿真。结果表明：对于闭环处理的系统来说，选择合适参数的起偏器并做好尾纤的熔接工艺，可减小起偏器的不完备对系统造成的影响。这对光路误差的分析和结构的改进有一定的理论意义。

针对实际应用中由于光纤电流互感器 λ/4波片误差容限较小导致标度因数不稳定的问题，提出了一种标度因数补偿的新方法，该补偿方法大大提高了波片的误差容限，从而有效地提高了光纤电流互感器的标度因数稳定性。通过理论分析，给出了 λ/4波片的理论模型，分析了要得到 0.2%及 0.01%的标度因数精度所要求的波片的对轴角度误差和相位延迟误差容限。应用峰值分割法对波片误差容限进行了补偿，结果表明，同补偿前的数据相比，当标度因数精度分别为 0.2%和0.01%时，补偿后的对轴角度误差和相位延迟误差容限分别提高了约 4.7倍和11倍，因此对于这两个不同的精度，光纤电流互感器的标度因数稳定性也同时分别提高了约 4.7倍和 11倍。并且从数值上可以看出，所需的标度因数精度越高，补偿效果越明显。通过应用峰值分割法进行补偿，有效地减少了光纤电流互感器的标度因数不稳定性带来的测量精度误差。

1/4波片是全光纤电流传感器 (AFOCT)最重要的光学器件之一，针对 SLD宽谱光源产生的时间相干性问题，借助琼斯矩阵对光束的传播全过程进行了详细分析与计算，推导出探测器关于 1/4波片参数的光强表达式。根据闭环电路工作原理得到了 1/4波片参数对传感器信噪比和标度因数的影响规律，并通过实验验证。根据传感光纤的 Verdet(维尔德 )常数的温度特性，提出了 1/4波片的优化设计。

阐述了反射式Sagnac干涉型电流互感器的原理，对Sagnac型光纤电流互感器进行了深入的理论研究，建立了完整的系统理论模型；对影响互感器测量准确度的各种因素进行了全面的理论分析和仿真研究，得到了这些影响因素对系统响应的作用规律。利用偏振系统的琼斯矩阵对反射式Sagnac干涉型电流互感器的偏振误差进行了研究，并对光纤传感头中的线性双折射、圆双折射对测量准确度的影响进行了模拟分析，从理论上得到了反映影响规律的曲线。从仿真结果来看，传感头中大量的圆双折射可以有效地抑制线性双折射对光纤电流互感器测量准确度的影响。

采用传统的电流互感器(Current transformer,简称CT)测量原理与光电子技术相结合的方法,设计了一种光电式电流互感器(Optical current transformer,简称OCT)。该电流互感器的电压等级为110 kV,额定电流为1 kA。样机已通过有关测试,其精度达到±02％。与传统的电流互感器相比,具有精度高、体积小、造价低、良好的动态特性和不受电磁干扰等优点。

研究一种用磁性流体薄片对高压电流进行光学测量的电流传感器。设计原理基于磁性流体的光透射率随垂直磁场强度的变化而变化的关系。磁性流体受到垂直外磁场作用,原先无序的磁性颗粒将凝聚在一起形成条条磁链,从而引起磁性流体的光透射率的变化。采用磁性流体作为传感媒介设计的传感结构避免了基于法拉第效应的光磁式电流互感器对环境干扰敏感造成信噪比不高和传统的电磁式电流互感器的高压绝缘的缺陷。通过改变磁性流体的浓度和基液,或者改变传感头的结构,来达到实际需要的传感灵敏度和响应时间。

与传统电磁式电流互感器相比,基于法拉第效应的光纤电流传感器有许多明显的优点,因而获得了广泛的研究。光纤的固有双折射是影响传感器精度的主要原因,如何消除双折射也是研究的关键问题。这种双折射不仅与光纤本身的性能有关,还与工作时的环境温度、振动等因素有关。当传感头受到强烈振动时,所产生的机械应力将使传感光纤的固有双折射发生变化,影响输出光的偏振态,使传感器精度下降。提出了一种对称型的传感器结构,采用两套相同的光源及探测器,使传感光纤中形成传播方向相反的两束光,利用应力双折射的互易性补偿振动影响。实验表明,该结构可使传感器性能得到明显的改善,在10 g的振动强度下,测量结果的线性度达到了±0.3%以下。