甘蔗的纤维分是甘蔗选育过程和制糖、 造纸等行业生产中不可忽视的因素, 采用透射形式的可见-近红外光谱法对活体甘蔗纤维分进行无损检测具有重要意义。 采集了6个品种不同生长阶段的123个甘蔗蔗茎样本, 将其按2∶1的比例采用Duplex样本集划分方法分为校正集（82个样本）和预测集（41个样本）。 以120°的测量夹角获取了蔗茎在去除蜡质前后两种不同状态下的透射光谱, 并选取噪声较小且幅值变化明显的670～950 nm波段作为实际建模波段。 观察波形发现, 去除蜡质后蔗茎的透光率显著增高, 且建立偏最小二乘（PLS）回归模型分析了蜡质对于模型预测能力的影响, 去蜡后的蔗茎样本建模效果更为良好。 将一阶微分（FD）、 连续小波变换（CWT）、 标准正态变换（SNV）等9种预处理方法分为基线校正、 散射校正、 平滑处理、 尺度缩放四个步骤。 按各步骤的顺序进行排列组合产生108种预处理组合, 分别对处理得到的光谱数据进行PLS建模分析, 最终得到了综合建模效果最优的预处理方法FD+SG。 为筛选得到携带最有效信息的波长, 采取无信息变量消除法（UVE）、 遗传算法（GA）、 竞争性自适应重加权采样法（CARS）以及随机青蛙算法（RF）等有效变量提取算法对最优预处理后的透射光谱进行重要波长筛选。 分别对各算法提取出的重要波长进行PLS建模分析, 其中采用UVE方法提取出来的重要波长建模效果最好, 所选波长的数量为40个, 占全波段的14.3%。 预测集的决定系数（R2p）为0.73, 比相同预处理下的全波段PLS建模结果提升了14.1%, 预测集的均方根误差（RMSEP）为0.88%（%表示甘蔗纤维分的单位）, 比全波段建模结果下降了14.6%。 研究结果表明, 可见-近红外透射光谱能够对活体甘蔗纤维分进行有效预测, 此研究可为相应便携式传感器的开发提供理论依据, 为甘蔗育种、 各行业生产的节本增效提供技术支撑。

随着地震勘探的深度越来越大, 地震反射波不断向低频段发展, 迫切要求开发低频传感器。该文设计制备了PZT-5H基压电纤维复合材料(MFC)悬臂梁式传感器, 并将其应用于低频传感领域。通过有限元仿真模拟, 力-电耦合分析探明了MFC悬臂梁结构中基板材料及结构尺寸参数对MFC电输出性能的影响规律, 进而优化结构参数, 研制了低频振动监测用MFC悬臂梁传感元件。对其传感性能进行了测试研究。测试结果表明, MFC悬臂梁可很好地感知低频振动加速度的变化, 在低频段(5~190 Hz)时加速度灵敏度可达205 mV/g(g=9.8 m/s2)。

基于改良的Andreasen & Andersen 颗粒堆积模型优化设计了超高性能混凝土(UHPC)的基础配合比, 研究了钢纤维的形状、含量及混杂钢纤维对UHPC湿堆积密实度的影响。然后采用D-最优设计(DOD)方法, 预测和评估混杂钢纤维对UHPC湿堆积密实度的影响, 并基于DOD模型优化设计了UHPC的最佳钢纤维掺量。结果表明,长直纤维、短直纤维、端钩纤维的掺入会对UHPC堆积体系、密实度带来不同程度的影响, 其中端钩纤维对UHPC密实度的降低程度最大。此外, 钢纤维掺量与UHPC堆积体系也有一定关系, 当纤维掺量超过2.0%(体积分数, 下同)时, UHPC的密实度急剧下降, 造成UHPC堆积体系的显著破坏; 基于建立的DOD优化模型分析得出, 0.9%的长直纤维与1.1%端钩纤维为最佳纤维混杂方式, 可使得钢纤维对UHPC堆积体系的扰乱作用最小化。

空分复用技术被认为是未来实现光纤通信容量升级扩容的关键技术。传输距离是决定空分复用系统应用场景的关键，空分复用系统中信号的传输离不开放大器对损耗的补偿，因此，基于多芯掺铒光纤的空分复用光放大器是空分复用技术走向实用化的核心器件。本文基于改进的化学气相沉积技术结合打孔法制备了七芯掺铒光纤，并搭建了纤芯独立泵浦多芯光纤的放大系统，测试了七芯掺铒光纤的放大性能。在输入信号为0 dBm，泵浦光功率为350 mW的条件下，测得七芯掺铒光纤纤芯在C波段(1526～1566 nm)的平均增益为14 dB，平均噪声指数小于6 dB，不同纤芯间的增益差小于5 dB。

基于双端泵浦结构搭建了光纤激光振荡器,采用25/400 μm(纤芯直径为25 μm,包层直径为400 μm)大模场双包层掺镱光纤作为增益介质,采用波长为915 nm的半导体激光器作为泵浦源。通过光纤选型、合理配比前后向泵浦功率及模式控制,实现了对光纤受激拉曼效应及动态模式不稳定效应的抑制。该光纤激光振荡器在泵浦功率为7.5 kW下的最大输出功率达到5.08 kW,光光转换效率为68%,受激拉曼抑制比为37 dB,其时域特性稳定,没有出现动态模式不稳定现象。最大输出功率下,出射激光在X方向和Y方向的光束质量(M²)测量结果分别为2.483和2.514,远场光斑形态为环形,环状区域与中心区域的光强之比为1.6。在最大输出功率下该光纤激光振荡器连续工作1 h无异常,各部位光纤器件的温度均处于可接受范围。

随着我国高速、大容量、宽带网络的快速发展以及军用短距离战术通信系统的广泛应用，对于通信网络中光纤及无源器件故障的精准定位与实时在线监测日趋重要。本文基于非相干光频域反射(IOFDR)技术机理，以光纤中后向瑞利散射光作为信号光，并结合光波传导方程，提出了一种低成本、高精度、分布式光纤质量检测方法，并对其数值模型进行了详细推导，设计系统结构，研制系统样机。通过实验验证，采用非相干连续光源，可以以较低的光功率(<10 mW)初步实现10 km光纤的分布式检测，并可保证光纤沿线无差异的空间分辨率0.1 m，动态范围优于34.5 dB，事件盲区极小，可有效解决传统光时域反射技术(OTDR)的注入功率大、空间分辨率低、事件盲区大以及相干光频域反射技术(COFDR)成本高、体积大、测量距离有限等问题，是一种极具发展潜力和推广价值的高精度光纤网络在线健康监测技术。

本文报道了利用自制低损耗、无节点反谐振空芯光纤传输高功率1064 nm皮秒脉冲激光的研究。光纤包层由7根平均壁厚为700 nm的细玻璃管组成，纤芯直径为42 μm，外径为175 μm。选择脉冲宽度为15 ps且重复频率可调谐的高功率激光器作为实验光源。使用不同长度的光纤进行了传输测试，测试结果表明：当输入单脉冲能量为403 μJ、平均功率为40.3 W、峰值功率为26.8 MW的激光时，最高可实现370 μJ的高能量激光输出，传输效率高达91.8%。分析了超短脉冲经过不同长度光纤后时域和频域的变化情况，结果表明：当光纤长度为1 m时，脉冲保持无畸变传输，光谱发生轻微变形；当光纤长度增长至3.3 m时，由于非线性效应的影响，脉冲宽度展宽至26 ps，光谱展宽至70 nm。本研究表明无节点反谐振空芯光纤有望在超短脉冲激光的传输应用领域发挥重要作用。