金属涂层光纤适用于极端环境下的探测与信息传输。目前，金属涂层光纤研究主要聚焦于：(1)不同制备方法，包括化学镀法、电镀法、溅射法、蒸镀法和熔融金属法的具体制备工艺，比较不同工艺参数对金属涂层质量的影响；(2)金属涂层光纤涂层质量、力学性能和宏弯损耗性能的表征评价方法；(3)金属涂层光纤的应用场景。本文综述了金属涂层光纤制备方法和性能的研究进展，总结了金属涂层光纤目前存在的问题，为金属涂层光纤今后的科学研究和发展提供参考。

传统石英光纤的涂覆层一般是聚合物，在高温下极易发生降解，这种特性是光纤在高温环境下难以被应用的主要原因。金属材料比聚合物具有更好的耐高温特性，可以有效地保护光纤表面免受侵蚀，是耐高温光纤涂覆层材料的研究热点。本文分析和对比了五种主要的光纤表面金属化涂覆方法（真空蒸镀、溅射、电镀、化学镀、熔融涂覆）。结果表明，金属化光纤适宜在极端环境中进行信息的传输和传感，因为化学镀较为经济环保，已成为目前光纤小范围金属化的主要方法；熔融涂覆技术利用拉丝塔在线制备耐高温光纤，是金属化工业生产的主流选择。

结合激光刻蚀手段与数控加工技术, 提出了一种基于数控激光铣削的工程塑料表面金属覆层定域精细去除方法。考虑不同位置的零件对加工质量的要求不同, 通过激光烧蚀实验结果得到了保证图形边缘质量的精密切边加工工艺并确定了相应的工艺参数。开发了基于实际进给速度自适应调整激光能量的覆层金属定厚度高效去除技术, 完成了图形内部余量的去除, 解决了机床实际进给速度受动态性能限制无法达到预设值而导致的目标材料过烧蚀问题。最后, 以典型零件复合式三维信号发送/接收器为例, 通过对工件图形分区域变参数加工验证了所提出的方法的可行性。实验结果表明: 采用基于数控激光铣削的金属覆层定域精细去除技术能够完成典型样件的精密加工, 加工的三维金属图形衔接精准, 边缘光顺整齐, 热影响区范围小, 能够满足该类零件高质高效的制造要求。

为了研究金属镀层对光纤宏弯损耗性能的影响，建立了带金属镀层的光纤环所受热应力及热应力引起的弹光效应的数学模型。计算了金属镀层光纤环的热应力系数和折射率热应力系数。仿真分析了光纤环向热应力系数Kθt、径向热应力系数Krt和折射率热应力系数Kn的主要影响因素。结果表明：Kθt远大于Krt，光纤主要受到环向热应力，径向热应力可忽略；热应力及其引起的折射率变化与径向位置和镀层厚度有关，与光纤环的弯曲半径基本无关；镀层厚度在0~2000 μm范围内，随着厚度增加，Kθt和Kn均会先快速增大，再缓慢增大并趋于稳定；Kn为负值，随着温度增加，热应力将引起光纤折射率逐渐减小。该模型从理论上解释了金属镀层光纤环的热应力会引起光纤折射率变小，从而改变光纤的宏弯损耗。

Silica-based fiber tips are used in a variety of spectroscopic, micro- or nano-scopic optical sensor applications and photonic micro-devices. The miniaturization of optical sensor systems and the technical implementation using optical fibers can provide new sensor designs with improved properties and functionality for new applications. The selective-etching of specifically doped silica fibers is a promising method in order to form complex photonic micro structures at the end or within fibers such as tips and cavities in various shapes useful for the all-fiber sensor and imaging applications. In the present study, we investigated the preparation of geometrically predefined, nanoscaled fiber tips by taking advantage of the dopant concentration profiles of highly doped step-index fibers. For this purpose, a gas phase etching process using hydrofluoric acid (HF) vapor was applied. The shaping of the fiber tips was based on very different etching rates as a result of the doping characteristics of specific optical fibers. Technological studies on the influence of the etching gas atmosphere on the temporal tip shaping and the final geometry were performed using undoped and doped silica fibers. The influence of the doping characteristics was investigated in phosphorus-, germanium-, fluorine- and boron-doped glass fibers. Narrow exposed as well as protected internal fiber tips in various shapes and tip radiuses down to less than 15 nm were achieved and characterized geometrically and topologically. For investigations into surface plasmon resonance effects, the fiber tips were coated with nanometer-sized silver layers by means of vapour deposition and finally subjected to an annealing treatment.

光纤布拉格光栅（FBG）传感器是智能金属结构首选的信息传输与传感的载体,埋入金属材料内部的FBG传感器必须要经过适当保护,金属镀层是最有效的保护方法之一。FBG经过镀前预处理,通过化学镀方法可获得均匀的金属保护镀层。针对金属保护镀层,应用弹性力学基本原理分析了由于镀层与FBG传感器的热膨胀系数不同而产生的热应力,建立了镀层厚度对FBG温度传感性能影响的数学模型。镀镍FBG的升温和降温传感实验表明,升温时的实际温度灵敏度系数与模型值之间误差为6.22%,降温时的实际温度灵敏度系数与模型值之间误差为6.75%。与裸FBG相比,化学镀镍后的FBG温度灵敏度系数提高1倍多。结果表明该温度模型从理论上解释了镀层金属热应力对FBG起到的温度增敏作用。

报道了写于熊猫光纤上的长周期光栅特性的实验研究结果。测得了对应于熊猫光纤两个轴的长周期光栅谐振峰的温度和应变响应系数。结果表明,在所研究的温度和应变测量范围内,温度和应变响应曲线具有良好的线性。快、慢轴谐振峰的温度响应系数及应变响应系数具有相反的符号。还研究了该熊猫光纤长周期光栅的金属化特性,结果表明,在所测量的范围内,谐振峰的波长随所加的功率线性增加, 而谐振峰损耗量的变化小于0.3 dB。基于平板波导耦合理论,对实验中观察到的现象给出了定性的解释。