基于光纤布拉格光栅对（DFBGs）的双波长线形腔光纤激光器利用偏振烧孔效应实现双波长激光稳定输出的研究颇多，但有关3 dB光纤环形镜（FLM）与光纤布拉格光栅（FBG）构成腔镜或仅FBG构成腔镜，以及DFBGs的选择对其激光输出性能［光信噪比（OSNR）、斜率效率及稳定性等］的影响的研究很少。本文实验首先在双波长线形腔掺铒光纤激光器中比较了3 dB FLM与FBG构成腔镜和仅FBG构成腔镜的双波长激光的输出性能，结果表明，仅FBG构成腔镜的输出性能优于3 dB FLM与FBG构成腔镜的输出。其次在仅FBG构成腔镜的线形腔中对低反射率FBG（输出镜）反射率相同与不同时的输出性能进行了对比，研究表明，低反射率FBG的反射率相同时双波长激光输出具有较高的OSNR、斜率效率和稳定性。接着改变构成腔镜的两对FBG的中心波长间隔分别为4、8、12 nm，研究表明，中心波长间隔越大输出越稳定，OSNR越高，但激光器的斜率效率有所降低。最后在室温环境下实现了两个激光波长分别为1550 nm和1562 nm、OSNR分别为50.24 dB和51.19 dB左右、中心波长变化分别小于0.030 nm和0.035 nm、输出功率波动分别小于0.061 mW和0.059 mW、3 dB带宽分别为~0.146 nm和~0.144 nm的稳定输出，该结果为线形腔双波长的更优输出。

通过模拟高光谱遥感器通道中心波长漂移前后的典型植被红边区间反射率，定量分析通道中心波长漂移对红边光谱的影响。结果表明，通道中心波长漂移导致植被红边区间反射率曲线出现多处尖峰、抖动，使植被反射率曲线在本不具有特征吸收的区域变得不光滑，并与红边位置误差呈显著线性关系，决定系数R²达到0.99。10 nm分辨率的高光谱遥感器，存在1，3，5 nm的通道中心波长漂移量时，给植被红边区间反射率造成的最大误差分别为1.46%、4.49%和9.57%，所获取的植被红边将分别“蓝移”0.75，2.60，5.52 nm。通道中心波长漂移会导致红边伪漂移，或对植被受胁迫引发的红边漂移造成“掩盖”或“强化”效应，进而影响基于高光谱遥感数据的植被受胁迫状态等指标的监测精度。高光谱遥感器通道中心波长漂移是红边漂移不可忽视的来源，精确的光谱定标是植被红边光谱相关定量化应用的重要基础。

采用光纤结构产生线性调频信号的稳定性容易受实验器材和环境因素的影响，导致产生信号的幅相特性发生变化，进而影响到光子时间拉伸相干雷达系统的探测性能。主要分析了实验器材和环境因素对线性调频信号探测性能的影响，包括光纤耦合器分光比、滤波器中心波长偏移及干涉臂的延时扰动等因素。通过仿真不同条件下产生信号脉冲压缩后的峰值功率和距离分辨率，与理想情况下的脉冲压缩结果进行对比，得到各因素的影响情况及保证探测性能的参数范围，可以为光子时间拉伸相干雷达的设计与实现提供参考。

传感器每个波段的中心波长和半高全宽(Full Width at Half Maximum, FWHM)随成像环境变化会发生较大的系统性漂移。这种漂移最终会影响发射率和温度的反演精度, 尤其是在大气吸收波段附近的发射率反演精度。选择水汽在11.73 μm处的吸收通道作为参考波段, 提出了适用于热红外高光谱数据的光谱定标技术流程。模拟实验表明: 光谱分辨率为50 nm, 中心波长偏移在-50~50 nm、FWHM变化在-25~25 nm时, 大气水汽含量对光谱定标误差的影响最大。同时, 对误差分布曲面进行拟合得到描述误差分布模型, 用于误差的估计。当大气水汽含量足够大时, 光谱中心波长偏移估算误差可达到1 nm以内。最后, 将所提方法应用于机载热红外高光谱数据光谱定标。结果显示, 热红外高光谱成像仪中心波长偏移为28.4 nm, FWHM变化为-18.5 nm。

为了标定扫描式棱镜太阳光谱仪的棱镜不同转动角度对应的中心波长和光谱带宽, 利用了一种棱镜扫描方法对太阳光谱仪的光谱响应函数进行测量。 该方法使用固定的单色光波长, 控制棱镜转动实现单色光的像在探测器位置扫描, 并通过坐标映射得到响应位置的光谱响应函数。 文中根据光谱响应函数的定义, 推导出棱镜扫描法与单色仪波长扫描方法波长定标原理上的等效性。 之后分别以532 nm固体激光器和632.8 nm氦氖激光器为光源, 使用棱镜扫描法测量太阳光谱仪对应波长位置的光谱响应函数, 并以单色仪波长扫描法实验作为对比。 实验结果表明, 对于扫描式棱镜太阳光谱仪, 棱镜扫描法测量的中心波长分别为531.86和632.67 nm, 其准确度优于单色仪波长扫描法测得的531.39和631.97 nm。 由于不受单色仪性能的限制, 前者测量的光谱带宽值也优于后者。 最后以汞灯为光源使用棱镜扫描法对太阳光谱仪进行了光谱定标实验, 实现了特征光谱定标法结合棱镜扫描法对中心波长及光谱带宽的标定。 该方法同样可以应用于扫描式光栅光谱仪以及单色仪的光谱定标。

将相移光纤光栅(PSFBG)有机聚合物相结合, 利用相移光纤光栅的窄带透射峰特性, 设计了一种D型结构的全光纤电光调制器, 并对其进行理论分析。主要研究了聚合物到纤芯中心的距离、聚合物厚度以及聚合物折射率对相移光纤光栅中心波长漂移量的影响, 分析了高频调制电压下相移光纤光栅的传输谱的变化。研究结果表明, 通过选择合适参数, 当聚合物折射率变化为10-4时, 中心波长漂移量可以达到10-2 nm; 同时, 高频电压调制下, 相移光纤光栅传输谱的形状以及中心波长还会受光栅长度和调制频率的影响。

多束激光的远场叠加对于提高远场靶面能量是一种有效的方法，单元光束的参数的变化对于远场合成光束都会产生影响。为了分析脉冲激光参数控制对远场能量分布的影响，利用夫琅禾费衍射积分公式导出了4束普通脉冲高斯光束合成的远场光强的解析式，并整理了激光中心波长和脉宽的改变对远场叠加后能量分布的影响之间的具体关系。通过MATLAB的数值模拟，结果表明：当光束的中心波长减小或者脉冲宽度减小时，远场能量向中心轴上汇聚，远场轴上光强增加。当轴上光强相对于理想中心波长和脉宽的远场轴上光强的变化率小于5%，中心波长变化率最大不能超过7.89%，或者脉宽变化率最大不能超过91%，因此，中心波长的变化对于远场光强分布的影响比脉宽更大。

锚索通常工作在高应力状态,其健康状况直接关系到边坡的安全和稳定。为了实时反映锚索的受力状态,将光纤Bragg光栅粘贴在锚索钢丝表面。锚索受力发生形变,从而使粘贴在锚索表面的光纤Bragg光栅中心波长发生移位。拉伸试验表明:拉伸力灵敏度为19.9pm/kN,线性度为1.02%FS。通过对光纤Bragg光栅中心波长移位量的测量,可以实现对锚索所受拉伸力的在线监测。

分析铒纤长度对掺铒光源输出特性的影响对于光源的优化设计有重要意义。实验分析了铒纤长度对单程前向和后向掺铒光纤光源(SFS)输出特性的影响。分析了铒纤长度与单程SFS输出光功率的关系，以及铒纤长度对单程SFS输出光谱宽度及中心波长的影响。找到了最佳铒纤长度的范围，对单程掺铒光纤光源的器件选择及性能优化有重要的参考价值。