宽谱光源驱动谐振光纤陀螺（RFOG）利用宽带光源抑制寄生噪声。然而，宽带光源引入的过量相对强度噪声（RIN）成为陀螺精度提升的主要限制因素。因此，考虑到不同光纤环形谐振腔（FRR）参数的影响，研究宽谱光源驱动RFOG中的RIN具有重要意义。基于宽带光源驱动RFOG的传输特性，构建了宽谱光源驱动RFOG中RIN的理论模型。分析了放大自发辐射源（ASE）谱宽和谐振环的分光比对腔内RIN的影响，并通过实验验证了理论结果的准确性。这些结果为减轻宽带光源驱动RFOG系统中的RIN提供了理论参考。

随着我国先进制造业的快速发展，光谱共焦位移测量技术以其精度高、适应性强、效率高等优势而得到广泛关注，被应用于诸多行业。本文首先介绍了光谱共焦技术的应用进展，对其在表面形貌及工件厚度测量方面的研究成果进行分析，从多个方面说明了光谱共焦技术在位移测量过程中的性能特点。其次，针对光谱共焦技术的关键组成阐述了其研究进展情况，包括宽谱光源、色散物镜、共轭小孔以及光谱检测与处理等方面的主要成果，展示了各种创新思想在光谱共焦技术中的具体实现，并对各种技术方案进行对比分析，梳理了光谱共焦仪器的技术特点及优缺点。最后，对光谱共焦位移测量技术存在的技术问题进行了总结和展望，以期为光谱共焦技术的性能提升和应用拓展提供有益参考。

为了实现对宽谱光源自相干函数的测量, 必须对宽谱光源干涉信号的包络进行提取。因此, 宽谱光源干涉信号包络的提取就成为了测量光源自相干函数的关键因素。针对现有的包络解调方法的不足, 建立了基于复Morlet小波的干涉信号包络提取方法。该方法采用复Morlet小波作为母小波, 通过选择适合尺度参数和位置参数, 可以有效地提取干涉信号的包络并具有良好的抗噪能力; 利用计算机Matlab仿真证明了该方法的有效性; 最后利用该方法对韩国Fiber Pro公司的白光干涉仪干涉输出信号进行包络提取,动态范围达到-60 dB。

通过分析大气中CO₂的超精细吸收光谱来选择适合宽谱大气CO₂浓度探测的红外激光波长，为研制宽谱红外激光雷达提供了依据。宽谱红外激光雷达的光谱范围远大于普通差分吸收激光雷达的光谱范围，不需要较高的锁频技术，能够避免差分吸收激光雷达由于在on 波长处偏移引起的测量误差。对比大气中水汽的吸收光谱、超辐射发光二极管(SLED)的发光光谱，以及铟镓砷(InGaAs)红外探测器的响应光谱，可以在理论上确定满足大气CO₂ 浓度探测的宽谱红外激光中心波长约为1572 nm，波长范围约为1568~1575 nm。通过设计实验装置，得到中心波长为1571 nm，波长范围为1564~1578 nm，输出功率约为0.01 mW 的宽谱红外激光。该波段宽谱红外激光避开了大气中水汽吸收的影响，而且模块简单、容易实现，对实现利用宽谱红外激光雷达探测大气CO₂浓度分布有一定的帮助。

基于大气中CO2的超精细吸收光谱，利用超辐射发光二极管和掺铒光纤放大器来构建一种用于高精度大气CO2 浓度探测的宽谱红外激光源，其光谱范围远大于普通差分吸收激光雷达的光谱范围，能够实现宽谱探测技术的要求，而且不需要较高的锁频技术，避免了差分吸收激光雷达技术由于在on 波长处偏移引起的测量误差。实验结果表明，最终得到的宽谱红外激光源中心波长约为1584 nm，光谱有效范围为1564~1604 nm，输出光功率可达到2 W 以上，光纤放大器对该范围内光放大的最大增益可达34 dB 以上。该激光光源具有体积小、功率大、成本低和携带方便的优点，对实现利用宽谱红外激光雷达探测大气CO2浓度分布有一定的帮助。

掺铒光纤放大自发辐射(ASE)光源广泛应用于光纤传感、通信、精密测量等领域。光噪声在长期连续工作时对后续检测或测量系统的精度和灵敏度影响很大，但至今少见报道。在此，利用加速老化系统对ASE 光源的光路部分进行343 K 加速老化实验，并在过程中原位监视了其光噪声的演化情况。根据阿伦尼斯模型，换算得到ASE 光源在室温环境下连续工作期间，前3200 h 内其光信号噪声下降了约0.0743 μV2Hz-1 ，而后的44416 h 中缓慢增加了0.0338 μV2Hz-1 。在老化前后，光噪声均为光功率的二次函数，通过拟合可得到，其二次项系数α (或称为光相对强度噪声系数)和一次项系数β (或称为光散粒噪声系数)。经过老化实验，两系数α 和β 都相应的增加，其中α 增加了0.010 μV2μW-2Hz-1 ，β 增加了0.054 μV2μW-1Hz-1 。同时经过老化实验，ASE光源光谱发生形变且不可恢复。

利用自相关的方法, 从理论上仿真计算了高斯型光谱、不对称光谱、平坦滤波光谱和带纹波的高斯型光谱等各种谱形的宽谱光源的时间相干性。对各种光谱的相干特性加以分析, 得出结论：光谱的不对称性将对低级干涉条纹产生明显的影响, 而纹波将显著增加光源的相干时间, 这两种特性的光源都将对光纤陀螺的性能产生一定的影响。

给出了基于宽谱光源问讯的具有波长标定功能的多模光纤温度传感器理论分析,指出光谱中凹陷所对应的特征波长位置是由多模光纤中激励起的多个传输模式再次耦合到引出单模光纤中进行干涉决定;特征波长由多模光纤的芯径、长度、纤芯和包层折射率决定。利用提出理论对光源光谱ASE的光谱范围中出现的特征波长的个数进行了分析模拟,并优化设计了只出现一个特征波长的多模光纤温度传感器,制作了三个长度分别约为4 cm,5.5 cm和10 cm的只有一个特征波长的多模光纤温度传感头,利用毛细玻璃管进行了封装, 并利用分辨率为0.01 nm的光谱分析仪进行了温度测量实验,发现温度与特征波长漂移的线性关系约为13 pm/℃。

提出一种新型的基于宽谱光源和色散器件结合的光控波束形成网络(OCBFN)方案,与利用独立激光器的方案进行了比较,给出了该方案的工作原理和延时链路理论分析,并通过实验验证了该方案实现光控延时的可行性。实验中利用掺铒光纤放大器(EDFA)作为宽谱光源,10 km单模光纤(SMF)作为色散器件实现光路延时,可调谐光滤波器选择光路的工作波长,利用矢量网络分析仪产生微波信号并测量信号延时特性,在9.25～10.25 GHz微波频段中,实验测得的系统延时范围、延时精度及真延时特性(延时大小与微波信号频率无关)验证了基于宽谱光源的可调谐光控微波延时方案的可行性。