提出了一种基于光纤超声传感技术的岩石含水率检测新方法。在实验中，以压电换能器（PZT）发出的1 MHz超声波作为声源，采用超声波透射法，通过刻写在细芯光纤中的一对光纤光栅检测岩石的超声波信息（包括时域以及频域的结果），并与相同条件下的PZT接收结果进行比较。随着岩石含水率的增加，光纤传感器表现出与PZT相似的响应趋势，且测得的含水率绝对偏差较小，充分证明了光纤探测岩石含水信息的可行性和优越性。

研制了一种混沌-脉冲混合信号光时域反射仪, 其工作原理是通过连续混沌光与离散脉冲光分别对光纤中的菲涅尔反射与后向瑞利散射进行高精度测量, 将2次测量结果进行线性叠加得到光纤故障测量曲线, 该仪器解决了传统混沌光时域反射仪无法测量光纤损耗事件的问题。实验中利用G.652.B单模光纤作为被测对象, 对该仪器进行了实际测试, 测试结果表明: 所研制的混沌-脉冲混合信号光时域反射仪在104 km测量范围内实现了与距离无关的35 cm空间分辨率测量, 对光纤损耗事件也有良好的检测效果。

以空芯光子带隙光纤(PBGF)作为气体传感部件, 分析了PBGF 内部导光机制及其甲烷在纤芯缺陷区域的扩散特性, 设计多段PBGF 连接耦合弯曲成圈在一起组成的传感气室, 构建一套全光纤甲烷浓度检测系统。引入分布式反馈光纤激光器的调控机制, 采用谐波检测技术, 实现了整体对全光纤甲烷浓度检测系统的优化。经实验, 可证明由该传感部件组成的全光纤甲烷浓度检测系统能够实现甲烷浓度在线实时检测, 并且甲烷浓度与相对强度成良好的线性关系, 其线性度可达99.8%。

为实现微型化、抗电磁干扰、可长时间工作和可远距离传输的加速度传感器，提出了一种基于微机电系统(MEMS)非对称扭镜结构的光纤加速度计设计方案，并利用对角度变化非常敏感的双光纤准直器对扭镜的扭转角度变化进行检测。MEMS光纤加速度计由MEMS非对称扭镜结构、驱动电极和双光纤准直器等组成。分析了器件的加速度敏感原理和光纤检测原理，介绍了器件综合设计考虑，并给出了器件的结构参数。利用MEMS加工技术成功制作了MEMS光纤加速度计样品。对加速度计进行了实验测试，加速度计的输出实验值与理论值吻合。测试结果表明，该加速度计量程为±2g，带宽为600 Hz，分辨率优于10-4g,且具有良好的线性度和重复性。该 MEMS光纤加速度计将MEMS敏感结构与光纤检测相结合，兼备了两者的优点，结构紧凑、制作工艺简单。

提出了一种基于微机电系统(MEMS)扭镜结构的光纤磁场传感器, 并利用对角度变化非常敏感的双光纤准直器对扭镜的扭转角度进行了检测。该MEMS光纤磁传感器由MEMS扭镜结构、磁性敏感薄膜和双光纤准直器组成。文中分析了器件的磁敏感原理和光纤检测原理, 介绍了器件综合设计方法, 并给出了器件的结构参数。利用MEMS加工技术成功制作出了MEMS光纤磁传感器样品, 最终得到的磁传感器的尺寸为3.7 mm×2.7 mm×0.5 mm。对磁传感器进行了实验测试, 得到的输出实验值与理论值吻合。测试结果表明, 该磁传感器的光纤检测灵敏度可达到0.65 dB/mT, 最小可分辨磁场可达167 nT。将MEMS敏感结构与光纤检测相结合, 该传感器兼备了两者的优点, 结构紧凑、制作工艺简单、工作时无需电流激励。

介绍了湿度传感器的现有技术,提出了使用激光扫描技术实现湿度检测的新方案。通过扫描检测水在1.36 μm处的吸收峰,实现了长期稳定湿度检测,避免了检测误差和漂移。整套系统采用全光纤设计,实现了远程检测。由于探头以及信号传输部分均不需要供电,因此增强了系统的安全性能。采用不易受温度、应力影响的光学器件,使得系统可以在高温高压环境中稳定工作。对设计的湿度检测技术进行了详细说明,并实现了一套湿度检测系统,达到了10-6量级湿度检测。