为实现冲击波动态信号的测量，研制了一种光纤端面镀金-派瑞林-金三层结构的薄膜式光纤法布里-珀罗压力传感器。对该传感器进行了理论分析与仿真，搭建了静态和动态压力测量系统，并对其进行测试与分析。结果表明：在0~60 MPa的静态压力测量范围内，传感器的波长灵敏度和腔长灵敏度分别为0.0809 nm/MPa和0.3200 nm/MPa，与仿真结果一致；在动态压力测量中，传感器成功捕捉到了压力峰值为7.41 MPa和上升时间为75 ns的冲击波信号。

针对激光干涉法高强度聚焦超声（HIFU）声压测量中干涉系统带宽解算依赖线性声场条件，导致解算结果与实际有较大差异的问题，首先通过理论分析，建立了HIFU声压测量中干涉信号的数理模型；针对非线性声场条件下干涉信号无法进行函数展开的情况，利用数值仿真的方法对干涉信号的频域进行分析；通过对比具有相同声压峰峰值和基频的线性和非线性声场条件下的干涉信号频谱，发现了非线性声场对激光干涉信号带宽的展宽作用，证明了现有线性声场条件下干涉系统带宽的估算方法不适用于HIFU声压测量；利用实测HIFU声压数据，通过仿真分析，发现在非线性声场条件下，激光干涉系统带宽随被测声压峰峰值呈二次方规律变化，而不是线性声场条件下的线性变化规律。

为了解决现有光纤布喇格光栅(FBG)传感器温度与压力灵敏度低的问题, 设计了一种基于FBG的薄壁圆筒式液体温度与压力传感器。选用具有耐腐蚀、弹性性能好以及热膨胀系数大的不锈钢304和铍青铜C17200分别对传感器进行封装, 采用有限元分析法对传感器进行压力和温度特性仿真分析, 研究了敏感元件材料及尺寸大小对灵敏度的影响, 并分析了反射波长随压力和温度的变化关系。结果表明, 使用铍青铜C17200封装的传感器压力和温度灵敏度更高, 在0MPa～12MPa、-5℃～40℃工作范围内压力灵敏度可达153.5pm/MPa、温度灵敏度可达31.7pm/℃, 相较于裸光栅分别提升了51.2倍和2.8倍。此研究结果可为液体的高灵敏度温压测量提供参考。

利用气体折射率与压力之间的关系，可采用激光干涉仪对气体动态压力进行非接触测量，研究了温度对激光干涉法测量气体动态压力的影响。通过量子力学角度对气体状态方程进行维里展开，建立气体压力与折射率的模型，基于Edlen经验公式进行最新修正，探究了温度对激光干涉法测量气体动态压力的影响。结果表明，在低压范围内静态压力一定时，-20~80℃范围内温度变化与气体折射率成反比，折射率的改变量约为10-6/℃，每1℃的温度变化相当于产生311.47Pa压力，温度改变对气体低压测量影响较大，应保证测量范围内温度控制优于±0.05℃，才能满足激光干涉法测量气体动态压力的要求。

设计了一种基于分布式传感技术的薄壁圆筒型液体温度和压力传感器。选取具有耐腐蚀、弹性性能好以及热膨胀系数大的不锈钢316L和铍青铜C17200分别对传感器进行封装。利用有限元仿真软件ANSYS Workbench对封装的传感器压力和温度特性进行仿真分析,得到器件的径向应变量,分析其布里渊频移随压力和温度的变化关系。仿真实验表明,使用铍青铜C17200封装的传感器压力灵敏度和温度灵敏度更高,在0~12MPa、-5~40℃范围内压力灵敏度达11.1MHz/MPa,温度灵敏度达2.56MHz/℃,相较于普通单模光纤分别提升7.4倍和1.7倍。

提出了一种基于级联法布里-珀罗干涉仪（CFPI）的光纤传感器，用于同时测量温度和压力。该传感器由单模光纤（SMF）、空心光纤（HCF）和双孔光纤（DHF）依次熔接在一起而构成。其中，HCF构成空气腔法布里-珀罗干涉仪（FPI），DHF构成石英腔FPI，两个FPI级联形成混合腔FPI。空气腔FPI通过DHF的空气孔与外部环境连通，实现对气压的高灵敏度传感；石英腔FPI利用二氧化硅的热光效应和热膨胀效应，实现对温度的高灵敏度传感。在0.1~0.6 MPa气压范围，60~260 ℃温度范围，实现的空气腔FPI的气压和温度灵敏度分别为4 nm/MPa和1 pm/℃，混合腔FPI的气压和温度灵敏度分别为0.5 nm/MPa和9 pm/℃。空气腔FPI和混合腔FPI对温度和气压的灵敏度不同，实现了温度和气压的双参数测量，同时该传感结构制造工艺简单，集成度高，灵敏度高。

针对当前血压传感器易受电磁干扰、尺寸大和集成难等问题，提出一种用于介入式导管术血压检测的微型光纤传感器。采用悬置光纤横向受力原理，传感器灵巧集成到医用导管，实现血压定点测量。运用光固化3D打印技术制造并封装外径4 mm的血压光纤传感器，开展光纤传感器静态与动态特性以及模拟血管压力应用测试实验。实验结果表明：血压光纤传感器在-50~50 kPa测量范围内，灵敏度和线性度分别为0.723 pm/kPa和0.996；动态测试结果与商用传感器一致性较好，并在血管-心脏模型上验证了操作的可行性。