提出了一种基于预应力的超低温漂光纤光栅封装方法并进行了实验测试, 通过分析光纤光栅的应力和温度交叉作用的原理, 结合硬铝材料和石英管材料不同的膨胀系数, 在光纤光栅上施加预应力的结构来解决光纤光栅温度补偿问题; 通过设计和制作含预应力的封装结构产生负温度效应的方法, 使封装的光纤光栅实现光纤光栅中心波长超低温度漂移。实验结果表明: 在温度为20~80℃的测试范围内, 这种封装结构可实现光纤光栅0.0002nm/℃的超低温度漂移, 而且具有良好的稳定性和一致性。

采用ANSYS进行形变-应力模拟。对不同应力状态下的熔石英表面进行三倍频激光损伤测试，结果发现，预加压应力为0~50 MPa时损伤阈值有明显提高的趋势，用应力耦合作用对此给出了解释：0~50 MPa的预加压应力可以降低和抵消激光辐照产生的张应力破坏，大于50 MPa预应力的耦合作用会使得该处机械性能下降，另外，损伤增长在预应力存在时更容易发生。因此，0~50 MPa预加压应力时的表面预应力可以提高熔石英的抗激光辐照能力。

针对激光辅助预应力成形问题，建立了相应的有限元模型，并进行了实验验证。通过无量纲参数，研究了预应力水平和激光工艺参数对激光辅助预应力成形效率的影响规律。结果表明，在弹性范围内，预应力越大，成形效率越高；在扫描速度和功率密度给定的情况下，成形效率随光斑半径增加而增加；在扫描速度和光斑半径给定的情况下，成形效率随功率增加而增加；在光斑半径、输入能量给定的情况下，成形效率随扫描速度增加而增加。

根据激光辅助预应力成形的物理模型, 以激光辅助预应力成形过程中的温度场、成形效率、弹性能转化比等物理量为目标, 通过方程分析法以及量纲分析, 提出了一组无量纲参数, 确定了相似准则。使用有限元方法分析了满足几何相似和物理相似的模型比为1∶3两个模型。结果表明, 满足相似准则的两个模型, 在相应的输入参量下, 其物理量相似。

应用一种新的激光弯曲成形工艺,通过施加位移约束,使厚度为0.1 mm的304不锈钢箔加热区产生预期的预应力分布。针对激光弯曲成形的特点,建立三维热力耦合模型,基于塑性皱曲机制(BM),对三种不同预约束应力状态下微尺度激光弯曲成形过程进行数值模拟。通过对比三种不同模型的模拟结果,分析了预约束应力作用下,微尺度激光弯曲成形的成形机制。研究发现,预应力作用下激光弯曲成形是热应力与预应力综合作用的结果,在预应力作用下激光弯曲成形效果显著增加。在塑性皱曲机制下,通过控制预约束作用的方向和大小以及选择合适的激光工艺参数可以得到任意方向的弯曲成形角。弯曲角度随预应力的增大而增大,两者之间呈近似线性关系。