为了实现单波长输出，提出了一种基于单模石英-掺铒-单模石英结构混合介质光纤干涉仪（HFI）的单波长光纤激光器。基于混合介质光纤波导内的光场干涉原理及光波导理论，分析了HFI的模式干涉理论，研究了HFI内干涉光特性随中间段铒掺杂光纤（EDF）长度以及错位量的变化规律;采用熔融错位法制备HFI，优化了EDF的长度和单模光纤与EDF之间的偏移量。结果表明，最佳EDF长度为15 mm，单模光纤与EDF之间的最佳偏移量为7.9 μm;选择长度为15 mm的EDF HFI作为环形光纤激光器谐振腔的选模器件，可获得较高稳定性的单波长光纤激光器输出。这一结果对该激光器在光纤传感和光纤通信系统的应用是有帮助的。

介绍了一种基于纤芯失配与错位熔接的光纤Mach-Zehnder干涉仪,实现了折射率-温度双参量传感。将带有凸锥结构的多模光纤段与错位熔接接头作为两个耦合单元,其中凸锥结构增加了包层模式能量,提高了传感器透射谱对比度。改变外界环境折射率和温度,通过监测透射谱中两个波谷的特征波长漂移量,建立传感矩阵。实验结果表明,在折射率为1.3449~1.3797、温度为25~65 ℃的范围内,折射率和温度灵敏度分别为-25.682 nm/RIU(RIU为单位折射率)和0.073 nm/℃。本传感器具有制作简单、成本低等特点,在温度、折射率等多参数检测方面具有应用前景。

基于偏芯熔接技术构建了一种新型马赫-曾德尔干涉(MZI) 原理的应力与折射率光纤传感器。该传感器是由一段单模光纤的两端实施偏芯熔接而成。利用光纤包层模、纤芯模对应力和折射率的敏感特性,实现对外界折射率和应力的测量。研究结果表明,施加轴向应力范围为0~500 με时,传感器的近红外透射光谱的波长出现蓝移,在1585 nm附近干涉谷处的应力灵敏度约为-7.00 pm/με;外界折射率在1.331~1.398 RIU(RIU为单位折射率)范围时,传感器的近红外透射光谱的波长出现蓝移,在1570 nm附近干涉谷处的折射率灵敏度约为-55.223 nm/RIU;且均具有良好的线性拟合效果。该传感器也可应用于温度等其他参数测量,具有非常广阔的应用前景。

提出了一种可以用于曲率矢量测量的温度不敏感的错位熔接-粗锥型光子晶体光纤(PCF)曲率传感器，它由两段普通单模光纤(SMF)之间熔接一段PCF组成，呈SMF-PCF-SMF结构。其中PCF的一端与SMF错位熔接导致传感器圆柱轴不对称，使得传输光谱在两个对称弯曲方向上出现明显的红移和蓝移现象；另一端与SMF通过过度熔接形成粗锥，最终形成马赫-曾德尔干涉仪。实验研究了传感器的曲率和温度特性，结果表明，在0.12~1.06 m-1的曲率范围内，凹向弯曲时的光谱发生红移，其灵敏度为11.22 nm/m-1，凸向弯曲时的光谱发生蓝移，其灵敏度为-13.62 nm/m-1，且凹向弯曲时和凸向弯曲时均具有较好的线性度；在20~80 ℃的温度范围内，此传感器的温度灵敏度仅为1.63 pm/℃，具有对温度不敏感的特性。该传感器与传统光纤传感器相比，能够避免温度与曲率同时测量时的交叉敏感问题，具有易于制备、结构简单、灵敏度高等优势，可用于工业生产、建筑监测、航天航空等领域。