为了实现单波长输出，提出了一种基于单模石英-掺铒-单模石英结构混合介质光纤干涉仪（HFI）的单波长光纤激光器。基于混合介质光纤波导内的光场干涉原理及光波导理论，分析了HFI的模式干涉理论，研究了HFI内干涉光特性随中间段铒掺杂光纤（EDF）长度以及错位量的变化规律;采用熔融错位法制备HFI，优化了EDF的长度和单模光纤与EDF之间的偏移量。结果表明，最佳EDF长度为15 mm，单模光纤与EDF之间的最佳偏移量为7.9 μm;选择长度为15 mm的EDF HFI作为环形光纤激光器谐振腔的选模器件，可获得较高稳定性的单波长光纤激光器输出。这一结果对该激光器在光纤传感和光纤通信系统的应用是有帮助的。

提出了一种基于多芯光纤的马赫-曾德尔干涉仪，其由单模-多芯-多模-单模光纤拼接而成，其中多模光纤充当耦合器，单模光纤与多芯光纤错位熔接形成不对称结构。实验研究了干涉仪的弯曲应变与轴向应变特性。实验结果表明，当干涉仪弯曲时，干涉仪透射谱波长发生线性漂移。利用波长变化可调解出弯曲的曲率大小，并且最大弯曲曲率灵敏度为-16.88 nm/m^-1。当干涉仪向0°和180°方向弯曲时，波谷波长漂移方向相反，由此可初步判断弯曲方向。此外，干涉仪对轴向应变也有较好的敏感性，利用测得的弯曲曲率与轴向应变灵敏度构建测量矩阵，可实现弯曲曲率与轴向应变的同时测量，并消除交叉敏感。

介绍了一种基于纤芯失配与错位熔接的光纤Mach-Zehnder干涉仪,实现了折射率-温度双参量传感。将带有凸锥结构的多模光纤段与错位熔接接头作为两个耦合单元,其中凸锥结构增加了包层模式能量,提高了传感器透射谱对比度。改变外界环境折射率和温度,通过监测透射谱中两个波谷的特征波长漂移量,建立传感矩阵。实验结果表明,在折射率为1.3449~1.3797、温度为25~65 ℃的范围内,折射率和温度灵敏度分别为-25.682 nm/RIU(RIU为单位折射率)和0.073 nm/℃。本传感器具有制作简单、成本低等特点,在温度、折射率等多参数检测方面具有应用前景。

为了实现液体折射率的高灵敏度测量，提出并制备了一种基于游标效应增敏的全光纤液体折射率传感器.该传感器由法布里-珀罗传感腔和法布里-珀罗参考腔并联构成，其中，传感腔为开放腔，由单模光纤错位熔接制得，参考腔为封闭腔，由单模光纤与空芯光纤熔接制得.传感腔和参考腔的自由光谱范围相近，但不相等，双腔反射光经光纤耦合器后叠加产生游标效应，达到增敏的效果.实验结果表明，该传感器的折射率灵敏度约为9 048.78 nm/RIU，约是单个传感腔的8倍.该传感器具有灵敏度高、结构简单、易于制备、成本低廉的优点，在生物医疗、环境检测等领域有潜在的应用前景.

提出并实现了一种基于大偏置量熔接的单端反射式光纤Mach-Zehnder（M-Z）干涉仪。在一段数百微米长的单模光纤两端以大偏置量对称地错位熔接两段光纤，将其中一段光纤的端面镀制薄金膜作为反射镜面，使在外界环境和光纤包层材料内传输的光产生相位差，并在器件反射端能够观测到较强的干涉光谱。实验发现，该干涉光谱随外界折射率（RI）变化可发生较高灵敏度的漂移，当偏置量为62.5 μm和空腔长度为554 μm时，测得其水环境的折射率灵敏度和空气中的温度灵敏度分别为-13257 nm/RIU（RIU为单位折射率）和37.33 pm/℃。与已报道的同类型器件相比，所提传感器具有折射率灵敏度高、结构紧凑、可单端测量以及稳定性好等优点，在生物化学传感和环境污染监控等领域中具有良好的应用前景。

基于偏芯熔接技术构建了一种新型马赫-曾德尔干涉(MZI) 原理的应力与折射率光纤传感器。该传感器是由一段单模光纤的两端实施偏芯熔接而成。利用光纤包层模、纤芯模对应力和折射率的敏感特性,实现对外界折射率和应力的测量。研究结果表明,施加轴向应力范围为0~500 με时,传感器的近红外透射光谱的波长出现蓝移,在1585 nm附近干涉谷处的应力灵敏度约为-7.00 pm/με;外界折射率在1.331~1.398 RIU(RIU为单位折射率)范围时,传感器的近红外透射光谱的波长出现蓝移,在1570 nm附近干涉谷处的折射率灵敏度约为-55.223 nm/RIU;且均具有良好的线性拟合效果。该传感器也可应用于温度等其他参数测量,具有非常广阔的应用前景。

提出了一种可以用于曲率矢量测量的温度不敏感的错位熔接-粗锥型光子晶体光纤(PCF)曲率传感器，它由两段普通单模光纤(SMF)之间熔接一段PCF组成，呈SMF-PCF-SMF结构。其中PCF的一端与SMF错位熔接导致传感器圆柱轴不对称，使得传输光谱在两个对称弯曲方向上出现明显的红移和蓝移现象；另一端与SMF通过过度熔接形成粗锥，最终形成马赫-曾德尔干涉仪。实验研究了传感器的曲率和温度特性，结果表明，在0.12~1.06 m-1的曲率范围内，凹向弯曲时的光谱发生红移，其灵敏度为11.22 nm/m-1，凸向弯曲时的光谱发生蓝移，其灵敏度为-13.62 nm/m-1，且凹向弯曲时和凸向弯曲时均具有较好的线性度；在20~80 ℃的温度范围内，此传感器的温度灵敏度仅为1.63 pm/℃，具有对温度不敏感的特性。该传感器与传统光纤传感器相比，能够避免温度与曲率同时测量时的交叉敏感问题，具有易于制备、结构简单、灵敏度高等优势，可用于工业生产、建筑监测、航天航空等领域。