空芯微结构光纤按照导光原理不同可分为空芯光子带隙光纤和空芯反谐振光纤。在这两种光纤中，空气孔内壁粗糙度导致的散射损耗是其损耗来源之一。在空芯光子带隙光纤中，散射损耗是其损耗的主要原因；在空芯反谐振光纤中，在短波长时散射损耗也是其损耗的重要原因之一。为了降低空芯微结构光纤的散射损耗，需要针对空气孔内壁粗糙度展开深入研究。为此，本文介绍了空芯微结构光纤空气孔内壁粗糙度相关理论、测试技术和抑制方法的研究进展，对相关理论和实验结果进行了总结，对将来需要重点研究的方向提出了建议。

An air-silica microstructure optical fiber based on the anti-resonant reflecting optical waveguide (ARROW) principle was used to develop a spectral absorption gas sensor. The ARROW fiber has an air core and an air cladding layer. An ARROW fiber with a length of 725 mm was used to construct a sensing system to detect acetylene gas. The gas was injected into the fiber from one end of the fiber. The transmission spectra were collected using an optical spectrum analyzer. The results indicate that the system can detect the gas of different concentrations and has the good system linearity. The response time of the system is about 200 s.

采用有限元COMSOL multiphysics软件和耦合模理论,首先分析了微结构光纤Bragg光栅反射光谱特性,结果表明随着空气孔中的填充材料的折射率的增加,微结构光纤Bragg光栅反射峰波长向长波长方向漂移,其次分析了空气和酒精填充下微结构光纤Bragg光栅温度传感特性,通过两者的模拟,寻找合适材料填充微结构光纤Bragg光栅,为高性能传感器方面的研究提供了参考依据。

针对纤芯两侧具有一对大圆孔的矩形晶格微结构光纤，分别在两个正交方向上进行压缩或伸展，利用多种非对称结构的双折射相互平衡与补偿，抑制双折射随波长的非线性变化。应用全矢量有限差分波束传播法数值模拟分析了横向伸缩形变对模式双折射和偏振拍长色散特性的影响。通过优化设计，找出了合适的伸缩因子，有效降低了偏振拍长的波长敏感性。在1.0～2.0 μm波长范围内，偏振拍长值在90.7~95.3 mm之间变化，相对变化率约为5%。这种矩形晶格微结构光纤适于制作宽带1/4波片。

采用有限元法分析了基于金纳米层的新型微结构光纤表面等离子体共振传感器的相关特性。在数值仿真中，使用精确的德鲁德洛伦兹(Drude-Lorentz)模型来描述金属介电常数。计算结果表明，随待测样品折射率的增加，表面等离子体共振峰波长向长波长方向漂移。该微结构光纤表面等离子体共振传感器的探测灵敏度可达1200 nm/RIU(refractive index unit)，探测极限可达8.33×10-5RIU。

在介绍长周期光纤光栅(LPFG)传感应用的基础上,讨论了长周期光子晶体光纤光栅(PCF-LPG)的主要应用及其最新的进展。从光子晶体光纤(PCF)结构特性出发,讨论了长周期光子晶体光纤光栅的工作原理、理论模型、分析方法、写入方法以及其在生物化学传感方面的最新应用。展望了长周期光纤光栅在生物化学传感领域的应用。

介绍了光纤滤波器的原理、结构及主要应用,提出了级联设计滤波器的概念。在总结典型级联式滤波器的基础上,详细分析了其结构设计及工作原理,评述了其优缺点。结合微结构光纤(MOF)及光栅的特殊性质,阐述了典型的微结构光纤滤波器的结构设计及工作原理,展示了其典型应用。提出了级联微结构光纤及光栅设计滤波器方案,展望了光纤滤波器的发展,并指出了进一步拓展及应用的方向。