针对水利枢纽高速气流的流速测量需求,提出了一种基于光纤法布里-珀罗(F-P)传感技术的湍流流速测量系统。该系统由风速测量探头和偏振低相干干涉解调单元组成,利用两支F-P传感器检测流场的压力和温度变化,以实现流速的计算。通过追踪单个条纹的峰位置和七步相移法,对低成本线阵CCD采集到的干涉信号进行高精度解调。在温度为20~40 ℃和压力为98~110 kPa的环境下对两支传感器进行标定,用于滞止压力测量的传感器的压力绝对误差小于0.018 kPa,用于流场温度测量的传感器的温度绝对误差小于0.08 ℃。利用该系统进行了速度为9.3~93 m/s的气流检测,流速绝对误差小于0.49 m/s。实验结果表明,该系统可以实现高速湍流的流速测量,成本低,有广泛的应用前景。

阐述了一种基于低相干光干涉技术的透镜中心厚度的测量方法, 并设计了腔式测量结构对未知折射率的材料进行中心厚度测量。测量系统为包括低相干测量和激光测距的全光纤结构。低相干测量结构参考臂和激光测距结构参考臂的共光路设计降低了环境因素的影响, 提高了测量稳定性, 并利用七步相移法实现对干涉信号的定位和提取。另外, 利用低相干测量方法中的平衡差分结构去除了干涉信号中的直流项, 同时提高了弱信号的定位精度。实验结果表明, 该腔式测量结构对殷瓦合金标准块的测量精度优于0.5 μm, 该系统能够实现对透镜中心厚度的高精度测量, 满足高精密光学系统的测量要求。

Preclinical research of biomedical optoelectronic devices is often performed with the use of blood phantoms — a simplified physical model of blood. The aim of this study is the comparison and distinction between blood phantoms as well as whole human blood measurements. We show how the use of such phantoms may influence the incorrect interpretation of measured signal. On the other hand, we highlight how the use of blood phantoms enables to investigate the phenomena that otherwise are almost impossible to be noticed.

基于双超辐射发光二极管(SLED)光源研究了空间电扫描型低相干干涉长距离光纤传感解调系统。通过负透镜扩束搭建了紧凑解调干涉光路，分析了双SLED 光源功率比对低相干干涉条纹形态的影响并探讨了传输损耗的功率比补偿。针对双SLED 光源干涉条纹的特点，提出了双阈值的任意极值解调算法，并进行了压力解调实验。结果表明，在50~180 kPa 的压力范围内，利用不同峰值，可以实现0.24%~0.40% F.S.(F.S.为全量程)的解调精度，光纤传输距离达到1.76 km，与理论分析吻合。

提出一种基于波数分辨的低相干干涉台阶高度测量系统。由宽带光源发出的光通过光纤迈克耳孙干涉仪获取被测量信息，色散光栅将宽谱干涉光束色散成波长在空间连续分布的光片，由线阵CCD 探测。将线阵CCD 的各个像元探测到的各个波长干涉信号转换成对应的波数干涉信号。对于波数干涉信号，相邻两个干涉信号峰值之间的波数变化量与干涉仪光程差的绝对值呈正比。因此，利用此测量系统可实现对台阶高度等物理量的绝对测量。利用缩短测量系统中光纤迈克耳孙干涉仪的两个干涉臂的长度减小环境干扰对测量系统的影响，获得高测量精度。本测量系统的测量分辨率为6.03 nm。对一个高度为50 μm 的台阶重复10次测量，测量结果的标准差为6.8 nm。

透镜作为光学系统中最基本的光学元件,其中心厚度的加工误差和装配精度将直接关系到整个光学系统的成像质量.对镜面间距非接触测量技术进行了研究,重点介绍了图像法、轴向色散法、差动共焦法、低相干光干涉法等方法的测量原理和研究进展,指出了这些方法的优缺点和适用范围.这些方法都能满足一般光学系统的精度要求,其中低相干光干涉法测量精度最高,轴向色散法、差动共焦法次之,图像法测量精度最低.对光学镜面间距测量技术的发展趋势进行了论述.

近年来，定量相位成像技术在生物组织及细胞成像方面受到广泛的运用。定量成像技术最初采用的光源主要为激光和超发光二极管，如今主要采用白光成像，它可以克服散斑的影响，提高轴向分辨率。介绍了低相干测量技术相关原理，利用16 阶二元相位光栅衍射的方法实现了对Holoeye Pluto 数字电寻址式液晶空间光调制器(SLM)绿光伽马校正，从而得到了相位与灰度之间的线性关系。搭建实验装置，在同一光路中完成伽马校正与定量成像。计算出奥林巴斯的20×物镜相衬环的实际大小，制作相位分别为0，π/2 ，π 和3π/2 的相位环光栅。加载相位环光栅到液晶空间光调制器上完成对散射光的相位调制。确认了绿光可运用于空间干涉显微(SLIM)调制，并初步实现了SLIM观察，对今后SLIM 研究具有一定的意义。

结合恢复单色频率绝对相位解调算法研究了光源输出参数对空间扫描型光纤法布里珀罗传感解调影响。建立了相位解调值随光源中心波长变化的数学模型，通过改变光源光功率和光谱进行了解调实验研究。结果表明压力解调值的误差值与光源输出光功率有关；当温度升高时光源光谱会产生红移，使压力解调值产生误差；解调值与光源光谱中心波长满足二次函数关系。实验结果与理论分析一致，在140 kPa范围内保证0.1%的解调误差时，光源光谱中心波长波动小于1.79 nm。

研究一种能够进行远程及绝对测量的光纤低相干干涉传感系统。该系统包含两个光纤干涉仪，其中一个光纤干涉仪置于被测场中感应被测量的变化，可实现远程测量；另一个光纤干涉仪解调被测量的值。运用波分复用技术，使用于解调的光纤干涉仪同时工作于低相干干涉和高相干干涉状态。用低相干干涉信号决定被测量的幅值，对被测量实现绝对测量，并使测量量程不受波长限制；同时，用高相干干涉信号对被测量进行高精度的测量。系统的测量量程为6 mm，测量分辨率小于1 nm，位移实验结果的线性相关系数R为0.99。

This article reviews author’s research work on fiber-optic sensors over the last twenty years. It includes two aspects: low-coherence interferometric sensors (LCI) and fiber Bragg grating (FBG) sensors. For LCI sensors, author’s work mainly focuses on the interrogation and multiplexing methods for Fizeau and Fabry-Perot interferometric sensors at the University of Kent at Canterbury (UKC), UK, and study on novel Fabry-Perot interferometric sensors and their multiplexing methods at Chongqing University (CQU) and University of Electronic Science & Technology of China (UESTC), China, respectively. For FBG sensors, a number of multiplexing schemes are proposed and demonstrated at UKC, and then novel methods for realization of multi-parameter measurement and long-distance measurement based on the FBG sensor and its combination with other optical fiber sensors are also reported at CQU & UESTC. Thus, author’s study on these two topics can be divided into two periods, at UKC and at CQU & UESTC, China. This review is presented in such a time sequence.