全光纤干涉仪具有结构简单、制作方便且灵敏度高的特点, 近年来已广泛应用于各种传感领域。提出了一种基于多模光纤错位熔接于两单模光纤之间的全光纤干涉仪, 并将其应用于矢量扭转测量。实验证明, 若以强度解调, 传感器在顺时针及逆时针扭转时的灵敏度分别为 -0.225 dB/(°·m)和0.148 dB/(°·m); 若以波长解调, 传感器在顺时针及逆时针扭转时的灵敏度则为-0.259 nm/(°·m)和0.222 nm/(°·m)。不管采用哪种解调方法, 传感器在0~180o 范围内的线性拟合度都大于97%。提出的全光纤扭转传感器结构简单且性能良好, 可以用于建筑形貌及结构健康监控等工程应用。提出的全光纤干涉仪在未来还可用于其他领域的传感测量, 如温度、曲率等。

本文报道了一种新兴的锁模方式?多模干涉锁模。这种锁模方式结构简单，搭建方便。在单模光纤激光器中熔接二段短的渐变折射率多模光纤，利用这种单模?多模?单模(SMS)结构的模式干涉效应实现可饱和吸收机制，从而实现锁模脉冲输出。SMS结构实现锁模需要对多模光纤的长度进行精确控制，本文提出将SMS结构缠绕进偏振控制器中，通过理论推导偏振控制器对多模光纤中传输光相位的调控，以实现可饱和吸收效应。在263 mW泵浦功率下实现了24.83 MHz重复频率的传统孤子脉冲输出，其脉冲间隔为40.12 ns，信噪比为50.8 dB，中心波长为1881.7 nm。通过调节偏振控制器和泵浦功率实现孤子分子与传统孤子脉冲的转换。在410 mW的泵浦阈值下实现了25 MHz重复频率的孤子分子脉冲输出，其脉冲间隔为40.3 ns，信噪比为54.4 dB，中心波长为1887.60 nm。

采用单模-多模-单模(SMS)光纤结构的光路,针对施加在多模光纤上的入侵信号,提出了基于短时傅里叶变换(STFT)和卷积神经网络(CNN)相结合的模式识别分类方法。该方法对入侵信号进行STFT以获得时频图,制作成训练集和测试集;将训练集输入到三种网络模型中进行训练,根据工程应用指标选择合理的网络模型;利用网络模型对测试集进行分析,得到入侵信号的识别结果。采用4种入侵信号对该方法的有效性和实时性进行验证。结果表明,该方法可以高效识别人为入侵信号和非人为入侵信号,并可以通过增加含有不同类型噪声的入侵信号种类和数量来验证此方法的稳健性,减少了入侵信号的漏报率和误报率,提高了SMS光纤结构在周界防区模式识别中的应用价值。

采用轮式侧边抛磨技术对单模多模单模光纤结构的多模光纤部分进行侧边抛磨处理，研究了不同抛磨深度情况下该光纤结构对环境折射率的传感特性.结果显示，单模多模单模光纤结构的光谱特性曲线中存在多个损耗峰，这是由多模光纤中多种高阶模式相互干涉形成的.当单模多模单模光纤结构被侧边抛磨到接近纤芯时，光谱没有发生较大变化，只是各损耗峰波长发生了不同程度的漂移；但是，当抛磨掉部分纤芯时，单模多模单模光纤结构的光谱曲线发生较大变化，抛磨后单模多模单模光纤结构对外环境折射率变化敏感.当抛磨区深度为10 μm，长度为20 mm时，折射率传感器的最高灵敏度只有703.2 nm/RIU；当抛磨区深度为15 μm时，最高灵敏度为798 nm/RIU；当抛磨区深度为20 μm时, 最高灵敏度高可达1 190 nm/RIU.研究表明，通过侧边抛磨单模多模单模光纤结构可实现一种新型的光纤折射率传感器，且可通过增加抛磨深度来提高该传感器对折射率的传感灵敏度.

基于单模多模单模（SMS）光纤输出光功率随温度的变化规律，提出了一种温度测量的理论模型，并实现了一种新型的测温系统。通过测量光功率变化的相位即可得到与之呈线性关系的温度变化。通过两个温度变化过程对该系统进行定标，得到相位与温度之间的定标系数为2.5347。对自然快速升温和线性缓慢升温两个过程进行了实验测试，系统误差小于5%。