设计并演示了一种2 μm波段高信噪比混合复合谐振腔型单纵模（SLM）掺铥光纤激光器（TDFL）。混合复合谐振腔由基于3个均匀光纤布拉格光栅（FBG）和2个光纤耦合器（OC）的非对称线形复合四腔和基于另外2个OC的双OC环形腔组成。基于游标原理，非对称线形复合四腔可以实现激光SLM选择。双OC环形腔作为窄带滤波器，进一步确保激光器长时间SLM稳定运行。采用放大的1567 nm激光泵浦掺铥光纤，当泵浦功率为2.80 W时，激光输出中心波长为2049.160 nm，输出功率为15.47 mW，光信噪比高达75.65 dB，200 min测量时间内波长和功率波动分别小于0.005 nm和0.85 dB，10 min测量时间内激光可以保持稳定的SLM运行，激光器的阈值泵浦功率和斜率效率分别为1.75 W和1.43 %。提出的TDFL在自由空间光通信、激光雷达、光学传感等领域具有潜在的应用价值。

设计了两种用于单纵模光纤激光器的窄线宽全光纤环滤波器,其由超低反光纤光栅和1个(或2个)2×2光纤耦合器构成。从理论上推导出两种滤波器的反射率表达式,并且对其反射率、窄线宽和群时延特性进行了详细的数值分析和实验验证。研究结果表明:由超低反光纤光栅和光纤耦合器构成的单环滤波器具有高反射率、超窄线宽和大群时延特性,表现出良好的慢光效应。双环滤波器除了保持了以上良好特性,还因游标效应,共振幅度可调,相对单环滤波器,具有更大的有效自由光谱范围(FSR)、更大的边模抑制比(SMSR)以及不易跳模等特点。所研究的光纤环形滤波器具有窄线宽、结构紧凑和低成本等优点,可用作光纤激光器的反射腔镜来进一步压窄激光器线宽,尤其是当双环滤波器用作腔镜时,激光器的线宽更窄,模式更稳定。

为了解决双波长激光器的稳定性问题、达到压窄双波长激光器线宽的目的, 采用在激光器结构中加入环形滤波器的方法, 抑制了不需要的振荡模式。对滤波器进行了计算和仿真, 得到了梳状谱;通过实验得到了线宽为5.7kHz的单纵模双波长激光。经过输出功率稳定性测试, 1h内功率波动为0.6dB。结果表明, 环形滤波器的作用是十分明显的。

研究了双程后向结构掺铒光纤光源的平均波长对泵浦功率的依赖性。实验结果表明，通过采用掺铒光纤滤波器以及选择合适的泵浦功率，平均波长随泵浦功率的变化能够降低到-9 ppm/mW。在-40~+60 ℃温度范围内，光纤光源的平均波长不稳定性小于33 ppm(峰峰值)。采用5 m长的掺铒光纤、泵浦功率55 mW与泵浦波长974.2 nm时，光纤光源输出光波的谱宽达到17 nm，功率达5.83 mW。

给出了一种新型的制作长周期光纤光栅方法。在200 ℃高温下，利用高温金属胶将光纤粘贴到周期性波纹金属状结构上，当该器件降温到常温时，长周期光纤光栅形成。测试了该类光栅的温度特性，发现了光栅光谱谐振峰随温度调节而改变，并讨论了其机理。该器件可以用于实现可调谐滤波器和衰减器等器件。最后探讨了改变光纤直径易于成栅。

光纤陀螺要求其光源具有高功率、宽谱输出，同时在大温度范围内仍具有好的平均波长稳定性。为了满足-45℃~70℃大温度范围的应用需求，采用双程后向抽运、法拉第旋转反射、带通滤波等技术手段，对光纤材料和器件进行大温区全局优化，以改善超荧光光纤光源的平均波长稳定性。理论分析了不同中心波长和带宽的带通滤波器以及光纤长度等参量对平均波长稳定性的改善效果，以及和光谱带宽的关系。按照设计结果选择滤波、光纤长度等参量，通过对-45℃~70℃全温区范围进行系统全局优化设计，得到输出功率为32mW，功率稳定性为0.65%，光谱带宽为12.5nm，光源平均波长变化量为23.5×10-6。结果表明，平均波长稳定性在0.5×10-6/℃以下的高稳定性超荧光光纤光源中，32mW输出功率非常高; 所得的0.2×10-6/℃是115℃大温差范围、30mW以上超荧光光纤光源中非常优异的平均波长稳定性指标，满足光纤陀螺对光纤光源的要求。

光纤滤波器在光纤通信和光纤激光器制作中发挥着重要的作用。通过对耦合理论分析, 利用宽带光源和光谱仪构建测试系统, 测试了耦合型光纤滤波器光谱响应, 研究了不同拉锥周期与透射波长的关系。实验表明, 拉锥周期越长, 透射波长峰值间隔越密集, 光谱响应更加敏感。因此可以利用这一特性制作不同透射波长、不同滤波间隙的光纤滤波器。

报道了一种全光纤结构耗散孤子被动锁模光纤激光器。激光器中使用了一种基于多模干涉原理的光纤滤波器，它由两段单模光纤和一段多模光纤组成。通过合理的选取多模光纤的长度，制作了中心波长在1067 nm处、3 dB带宽为7.5 nm的光谱滤波器并将其应用于全正色散被动锁模掺镱光纤激光器中。实验中使用半导体可饱和吸收镜(SESAM)作为锁模元件，在抽运功率为865 mW时，获得重复频率为18.5 MHz的稳定锁模啁啾脉冲串，脉冲宽度为21 ps，平均输出功率为8 mW，单脉冲能量为0.43 nJ。输出脉冲光谱半峰全宽为4.32 nm，光谱边缘有明显陡沿。

提出了一种基于光纤干涉原理的同时测量温度和应变的传感器，通过在Lyot滤波器(LFF)中熔接一段长周期光纤光栅(LPFG)构成。其中LFF由在起偏器(PL1)和检偏器(PL2)中嵌入一段保偏光纤(PMF)构成。实验结果表明，LFF的干涉谱和LPFG的谐振峰对温度和应变有不同的响应灵敏度，因此可利用敏感矩阵实现对温度和应变的同时测量。实验测得LFF和LPFG的温度灵敏度分别为-1.3173 nm/℃和0.0604 nm/℃，应变灵敏度分别为-0.0185 nm/με和-0.0004 nm/με。温度和应变的测量精度分别为±1 ℃和±25 με。该系统采用线性结构，结构简单、易于实现，具有较高的灵敏度和稳定性，同时测量结果具有良好的线性度。

研究了一种新型、全光纤、宽带可调谐环形腔掺铒光纤激光器。该激光器利用由单模多模单模光纤组成的滤波器实现波长可调谐及激光器的全光纤结构。该滤波器将多模光纤缠绕在偏振控制器上，两端分别与一段单模光纤相连，通过调整偏振控制器的状态，实现了中心波长1542~1560 nm的不同激光输出。单波长连续可调谐激光器的波长可调范围为18 nm，边模抑制比大于40 dB，3 dB线宽为0.096 nm；进一步调整偏振控制器的状态和抽运功率，实验同时得到了连续可调谐的双波长、三波长等多波长激光输出。对于可调谐的多波长激光器，通过调整偏振控制器的状态，可实现波长间隔及输出中心波长两者可调。