以高功率散裂靶测温需要为牵引，设计并制备了一种基于飞秒光纤光栅的高温传感阵列。采用飞秒激光刻写的光纤光栅和管式封装方法，扩大并提升了传感器的测温范围和机械强度。研究并优化了涉及退火步骤、退火时间、退火温度在内的退火工艺，并进行多次退火（800 ℃，20 h）处理，提高了光纤布拉格光栅的稳定性。通过对其进行标定测试，获得了温度-波长的精确拟合函数。结果表明，传感器在100~500 ℃温度范围内的精度达±0.2 ℃。经过现场测试，该传感器可实现对高功率散裂靶温度的精确测试。

基于飞秒激光刻写的光纤光栅在1000 ℃高温下具备较高的热稳定性，将其采用细金属管封装后制成飞秒光纤光栅高温传感器。经测试，该传感器的温度系数具备良好的一致性和重复性，在1000 ℃范围内测温精度达到±5 ℃。实验中，5个飞秒光纤光栅高温传感器串接成高温传感器阵列，并将3条高温传感器阵列布设在航空领域某筒状高温部件表面上中下三个部位的15个测温点进行准分布式的温度测量。结果显示，上中下三个位置最高温度分别为460 ℃、600 ℃和520 ℃，且周向温度基本一致。这表明基于管式封装的飞秒光纤光栅高温传感器可准确反应试验件表面的温度变化和温场分布，实现了基于飞秒光栅高温传感器的准分布式温场测量。

单晶光纤(single-crystal fiber)，是一种纤维形态的晶体材料，凭借优异的物理和化学性能以及大长径比的结构特点在**及民生领域都有着广泛的应用前景。随着导模法、激光加热基座法以及微下拉法等生长技术的日渐成熟，单晶光纤迎来了科学研究和应用发展的黄金时期，其材料种类以及应用方向均呈现多元化发展态势，其中面向高温传感领域的高熔点氧化物单晶光纤凭借其耐高温、抗氧化、结构紧凑等特点在强氧化、强辐射、强腐蚀、强电磁干扰等极端环境中展现出了巨大的应用潜力。近年来，研究者们不断将光学、声学等传感技术与单晶光纤介质相结合，在保持传感器结构灵活性的基础上，拓宽了常规玻璃光纤传感器的使用温度，同时弥补了热电偶等传统接触式测温技术在恶劣环境中寿命较低的缺陷。本文以单晶光纤的制备技术为出发点，回顾了单晶光纤的发展历史，分析了单晶光纤三种主要制备方法的技术特点及发展现状。同时，总结了单晶光纤在高温传感领域的主要研究成果，展望了单晶光纤高温传感技术的应用前景。

火灾给人们的生产与生活带来极大的威胁，但现有的火灾传感器在安装空间、测量范围和适用环境等方面存在着局限性，因此需要研制新型火灾传感器。设计并实现了一种不锈钢毛细管可靠封装的工业用火灾预警光纤传感器，通过对光纤光栅进行高温再生处理，大幅提高了传统光纤光栅传感器的耐高温性能。对制备的传感器进行了实验，结果表明：该种传感器测量温度可达1000 ℃、线性度为0.99951，在1000 ℃下90%信号的响应时间不到3 s，适合于火灾预警。

Fiber Bragg grating (FBG) is the most widely used optical fiber sensor due to its compact size, high sensitivity, and easiness for multiplexing. Conventional FBGs fabricated by using an ultraviolet (UV) laser phase-mask method require the sensitization of the optical fiber and could not be used at high temperatures. Recently, the fabrication of FBGs by using a femtosecond laser has attracted extensive interests due to its excellent flexibility in creating FBGs array or special FBGs with complex spectra. The femtosecond laser could also be used for inscribing various FBGs on almost all fiber types, even fibers without any photosensitivity. Such femtosecond-laser-induced FBGs exhibit excellent thermal stability, which is suitable for sensing in harsh environment. In this review, we present the historical developments and recent advances in the fabrication technologies and sensing applications of femtosecond-laser-inscribed FBGs. Firstly, the mechanism of femtosecond-laser-induced material modification is introduced. And then, three different fabrication technologies, i.e., femtosecond laser phase mask technology, femtosecond laser holographic interferometry, and femtosecond laser direct writing technology, are discussed. Finally, the advances in high-temperature sensing applications and vector bending sensing applications of various femtosecond-laser-inscribed FBGs are summarized. Such femtosecond-laser-inscribed FBGs are promising in many industrial areas, such as aerospace vehicles, nuclear plants, oil and gas explorations, and advanced robotics in harsh environments.

为了提高光纤法布里珀罗传感器的解调精度和效率, 利用干涉光谱中的波峰计算出一系列光程差, 根据最小二乘法求出该组光程差中方差最小的解作为粗略解调结果, 并计算出光谱附加相位; 在光谱附加相位基础上进行校正, 得到补偿光程差, 两者之和为最终解调结果.仿真结果表明, 该算法的解调误差在±2.5 nm内.光纤法布里珀罗蓝宝石高温传感实验表明, 从室温升到1 000℃时, 该算法解调光程差精度为5.4 nm, 对应温度的精度为±0.36‰F.S., 同等条件下计算速度比FFTMMSE快400倍, 具有计算精度高, 计算速度快的优点.

报道了一种基于飞秒激光加工的微纳高温振动传感器。通过熔接形成单模光纤-空芯光纤-单模光纤的结构, 利用单模光纤和空芯光纤在熔接面形成的菲涅尔反射, 构成外腔式法布里-珀罗干涉仪(EFPI)。用飞秒激光烧蚀空芯光纤, 形成悬臂梁结构。末端的单模光纤作为质量块, 在受到振动时带动悬臂梁振动, 使悬臂梁产生微弯, 进而使EFPI腔长发生变化。实验结果表明, 传感器的工作区域为20~300Hz, 在100Hz时, 0~3.01g范围内测得加速度分辨率为5×10-4g, 加速度响应灵敏度为129.6nm/g。传感器受温度影响小, 腔长的温度交叉响应仅为0.225nm/℃, 传感器可耐950℃高温冲击。

提出了一种基于飞秒激光加工技术制作的微纳光纤高温压力传感器。用飞秒激光在光纤端面加工出法珀腔, 制作出的全光纤法珀干涉型压力传感器, 从室温到1100℃范围进行了压力温度试验。在不同温度下, 压力传感器都有良好的线性输出特性, 短时间工作温度超过1100℃, 能够满足高温环境下压力测量的需求。