本文介绍了本课题组在光纤微流激光传感器和无源光纤微流传感器两方面的研究进展。光纤微流激光传感器利用光纤微流激光的输出变化来探测生化参数的改变。光纤截面作为环形微腔形成光反馈，增强了腔内光子和待测物质的相互作用，从而提高了微流激光的传感灵敏度。此外，光纤尺寸均匀，易低成本、批量制作光纤微腔，可制备高重复性或一次性使用的光纤微流激光。本文还介绍了基于光力/光热效应的无源光纤微流传感器。该类传感器利用光产生的力学或热学效应对微流体进行温度、流速、浓度传感，具有灵活性高、集成度好、多功能、可重构等特点。

采用单温模型，利用有限元方法对硅在纳秒脉冲激光作用下的温度积累效应进行了数值模拟。给出了单脉冲、多脉冲作用下，硅表面附近的非平衡载流子浓度、自由载流子吸收系数和晶格温度随时间的变化规律。结果表明，自由载流子浓度的积累是温度积累的主要来源。对于多脉冲作用情况，脉冲间隔越短，脉宽越窄，温度积累效应越明显，最终形成的瞬时晶格最高温和温升值越大，越容易对材料造成损伤。

光热效应是激光与生物组织相互作用时发生的重要效应之一，但其产生、传输和作用机理尚不十分清晰。激光辐照生物细胞时，温度是衡量其作用效果的重要参数，生物细胞中温度的变化间接反映了细胞的多种物理特性，在临床应用中有重要作用。建立了激光辐照生物细胞时的数值模拟模型，通过热传输方程，运用有限元软件模拟并分析了激光辐照生物细胞时的热累积现象。拟合并分析了不同斩波周期下生物细胞的温度变化过程，并拟合出斩波周期为0.1 s、辐照时间为0.2 s时出现的两次温升、两次温降方程。实验结果表明只有当斩波频率达到一定值时才会出现热累积现象；同一激光辐照细胞热模型到达的最高温度与激光的斩波频率有关，激光斩波频率越高，所产生的光热效应越低。

强光致光纤布拉格光栅（FBG）光谱的变化是由非线性效应和光热效应共同作用的结果。基于FBG传感模型，利用非线性薛定谔方程和一维稳态热传导方程分析了非线性效应和光热效应各自对于光谱变化的贡献比例。通过分析波长漂移量与相位改变的关系，建立了基于FBG的非线性折射率系数计算模型；通过理论仿真光纤内温度分布情况，分析了光热效应对光谱啁啾化和波长漂移量的影响。理论与实验研究结果表明，对于普通单模光纤，当注入抽运光功率较小时，FBG光谱的变化主要是由光热效应造成的，而非线性效应则贡献较小。

提出了一种测量光纤布拉格光栅的光-热效应的新方法，并利用它对一个实际的紫外写入光纤布拉格光栅的光-热效应进行了实验研究。利用980 nm半导体激光器作为抽运源、两个紫外写入光纤布拉格光栅作为反射镜、一段10 m长的掺铒光纤作为增益介质，构建了分布布拉格反射光纤激光器。通过合理设计，在分布布拉格反射光纤激光器工作的同时，获得了所使用的光纤布拉格光栅的反射光谱。实验结果显示，当抽运功率为100 mW时，光-热效应导致所使用的紫外写入光纤布拉格光栅的反射光谱向长波长方向漂移了0.034 nm。该方法可以很好地应用于光纤布拉格光栅的光-热效应的测量。

采用辐射温度测量技术实现了激光与生物组织热响应的无损监测．便携式红外辐射监测仪内置LD红光指示和对准音提示，在距离红外透镜25mm处最小物面孔径为2．5mm．靶点组织的温升变化是激光输出参量和被测生物组织自身的光、热物理特性的综合反映，与可能产生的疗效密切相关．实验记录了单个红宝石激光脉冲、连续CO₂激光作用下多种组织的热响应过程，从辐照时间、温升峰值、上升时间等角度讨论了不同组织、不同条件下组织热响应的差异．

研究了一种基于激光干涉技术的瞬态热力学量测量方法,可用于测量由于光激发产生的瞬时反应热及反应体积。介绍了利用干涉技术测量化学反应热量及反应体积的基本原理。实验中以肌红蛋白(Mb)为研究对象,由于肌红蛋白受光激发后,会与CO发生化学反应,导致系统的热力学量发生变化,从而引起系统折射率的变化。折射率变化会引起干涉相位变化。通过测量相位变化,可以获得肌红蛋白受光激发后热力学量的变化信息。在273～301 K温度范围内进行了肌红蛋白与CO的反应实验,测量了肌红蛋白与CO在10-6～10-1 s窗口的化学反应。测得的反应热量与体积分别为80 kJ/mol和10 mL/mol。