为了研究微磨削参数对斜面光纤透镜平面度的影响, 减小微磨削方法加工斜面光纤透镜的平面度误差, 采用正交试验法对直径Ф125 μm单模光纤的30°斜面光纤透镜的微磨削进行了试验。结合微磨削的磨削力模型和材料力学弹性梁变形理论, 分析微磨削过程中随着磨削用量的变化所导致的光纤透镜被磨削斜面的平面度的变化规律。 理论分析和实验结果表明: 光纤悬伸长度对斜面光纤透镜平面度的影响最大, 增大光纤悬伸长度将导致较大的斜面光纤透镜平面度的轮廓误差, 恰当的磨削用量组合能够获得较小的平面轮廓误差。通过试验磨削出了平面度误差为3 μm的30°斜面光纤透镜。

光纤光栅外腔半导体激光器一般采用波导-光纤的直接耦合方式, 光纤与增益芯片的耦合效率对光纤光栅外腔半导体激光器性能影响较大。为了讨论在采用不同类型光纤微透镜时对准误差对耦合效率的影响, 寻找最佳微透镜类型, 指导器件的设计和装配, 分析了锥形和半球形光纤透镜的光线最大接收半角, 利用ZEMAX软件进行模拟仿真, 得到了两种光纤微透镜分别在位置误差和角度误差下的耦合效率曲线图。结果表明, 锥形光纤透镜耦合效果更好, 更适合应用于光纤光栅外腔半导体激光器。

提出了基于曲线拟合的光纤透镜聚焦常数的测试方法，用于超小自聚焦光纤探头研制过程中聚焦常数的直接测试。基于自聚焦光纤透镜模型及其折射率分布特征，研究了测量自聚焦光纤透镜聚焦常数的二次多项式拟合和线性化拟合算法。论述了聚焦常数对超小自聚焦光纤探针传光性能的影响。利用光纤端面折射率测试仪测试自聚焦光纤的折射率分布轮廓曲线，根据二次多项式拟合和线性化拟合算法分别求得聚焦常数和中心折射率。实验结果显示，利用二次多项式拟合算法和线性拟合算法求出的聚焦常数分别为5.587 mm-1和5.513 mm-1，与厂家的标称值5.5 mm-1基本吻合，表明曲线拟合算法适用于对自聚焦光纤透镜聚焦常数的测量与分析。

讨论并建立了一种基于平行光束发射光强调制的光纤位移传感器,该传感器的入射和接收光纤的端部都用渐变折射率光纤(GRIN)制成的透镜耦合。入射光纤的渐变折射率光纤透镜发出的平行光束以一定入射角照射到试件表面,接收渐变折射率光纤透镜放置在入射光的镜面反射方向。详细分析了试件表面为镜面反射和朗伯反射时传感器的输出特性,由仿真计算可知,通过调整测头的结构参量,该传感器可获得较强的输出信号,适用于对测量范围和工作点有灵活要求的场合。