With micro- and nano-structured optical fibers, parts-per-million to parts-per-trillion level gas detection has been demonstrated for a range of gases such as methane, acetylene, ethane, carbon monoxide, hydrogen, and oxygen. We review the recent development in optical fiber gas cells and gas detection systems based on direct absorption, photothermal, photoacoustic, and stimulated Raman spectroscopies.

随着新型微加工工艺的发展，传统的锥型光纤发展派生出数千种不同的微结构光纤.其中，S型光纤锥由于其体积小、质量轻、抗电磁干扰以及可以直接嵌入结构化系统的灵活性得到了迅猛地发展.随着对S型光纤锥研究的深入，基于S锥的各种结构和功能的光纤传感器不断地被提出，用于测量温度、应变、折射率、湿度和磁场等，不仅丰富了光纤传感器的种类，更加深了人们对传感机理的认识.本文全面回顾了S型光纤锥的研究进展，包括传感原理、制备方法、各种传感结构组合以及传感应用等，并对其发展进行了展望.

设计了一种新型微结构光纤, 光纤包层中具有相互垂直的两对椭圆空气孔, 即两个较大的椭圆空气孔和两个较小的填充磁流体的椭圆孔, 四个孔包围形成一个类长方形的纤芯。采用有限元法仿真分析了它在2 μm波段的双折射特性和损耗特性, 并通过优化得到最佳光纤结构参数。仿真结果表明, 该光纤结构的模式双折射可以达到10-3, 限制损耗低于10-11 dB·m-1, 同时实现了高双折射和低限制损耗的设计目标。通过改变外界磁场可以改变磁流体材料的折射率, 进而改变光纤的有效折射率, 实现对光纤中所传输的偏振光相位的连续调谐。

We report on a fast and sensitive temperature sensor using a micro-structured or photonic crystal fiber interferometer with a high germanium doped fiber core. The wavelength sensitivity for temperature variation was as high as Δλ/ΔΤ= 78 pm/℃ up to 500 ℃, which was 6 times more sensitive than the fiber Bragg grating temperature sensitivity of Δλ/ΔΤ= 13 pm/℃ at 1550 nm. The sensor device was investigated concerning the sensitivity characteristics and response time.

光纤到户对光纤在小弯曲半径条件下的衰减特性提出了更高的要求。微结构光纤可以实现极小弯曲半径的低衰减光信号传输,是小弯曲半径单模光纤技术解决方案的有力竞争者。设计了一种新的微结构光纤,并研制出光纤样品。这种结构的光纤具有非常优良的弯曲特性。其最小弯曲半径可达2 mm,1 550 nm附加损耗小于0.1 dB,并且具有优良的偏振模色散特性,熔接损耗也非常小,其与G.652D单模光纤的熔接损耗为0.12 dB。这些特性使其在光纤到户的复杂应用环境中具有明显的应用优势。

为了开发适合FTTH(光纤到户)应用的抗弯曲光纤, 设计并制备了一种12孔的空气石英复合微结构光纤。该光纤具备良好的抗弯曲特性, 并与G.652D光纤具有良好的兼容性, 在弯曲半径为2.5 mm的情况下, 1 550 nm弯曲附加损耗＜0.10 dB, 与G.652D单模光纤的熔接损耗＜0.15 dB。

掺Yb3+双包层大模场面积微结构光纤(micro-structured fibers， MSF)是作为超大功率光纤激光器的理想介质。 本文首先采用非化学气相熔炼法制备出掺Yb3+石英基玻璃材料， 然后按照设计要求， 通过排布拉制法制备了掺Yb3+双包层大模场面积微结构光纤。 分别利用钛宝石飞秒激光器(波长调至为975 nm)和波长为980 nm LD激光器作为激励源， 对掺Yb3+双包层大模场面积微结构光纤的荧光光谱进行分析， 实验结果表明: 该光纤在波长为1 050 nm处产生强的荧光， 同时该光纤还能有效的抑制合作发光现象(cooperative luminescence)的产生。

等效折射率方法是在传统光纤理论的基础上发展而来的。阐述了等效折射率方法，利用矢量波动方程分析了微结构光纤包层空间填充基模的传播常数，以及有效折射率与波长的关系，并计算了纤芯缺陷分别为1孔、3孔、7孔时光纤的归一化频率。在传统光纤理论的基础上，通过对归一化频率的分析，讨论得出不同占空比时光纤的无尽单模区，以及单模区与多模区的特性变化，这为设计单模大模场微结构光纤提供了参考。对等效折射率方法做了进一步总结，分析了其应用优点和局限。

文章描述了国外光纤到户(FTTH)用微结构光纤(MOF)的种类及其应用情况，并从弯曲损耗、衰减、熔接损耗以及寿命4个方面阐述了微结构弯曲不敏感光纤的性能。分析表明，微结构弯曲不敏感光纤适合于空间狭小、弯曲直径较小与弯曲点较多的情况下的灵活安装，可满足FTTH光网络发展的需要。