为了实现高灵敏度、宽频响应的光纤型加速度传感器，以光纤激光器作为加速度传感器的传感元件，建立了光纤激光加速度传感系统，并对该系统的传感原理、灵敏度和谐振频率等性能进行了分析和实验。采用竖直式加速度传感器结构，结构中的传感组件主要由质量块和中空的细钢管组成，光纤激光器受预应力作用后粘接在钢管内部，在加速度作用下，钢管产生的应变引起光纤激光器的应变和折射率发生改变，导致光纤激光器的出射波长随之发生改变，然后使用干涉解调技术检测出波长的动态变化，即可获得波长中包含的加速度振幅和频率信息。实验结果表明，在20～1 250 Hz频段内，竖直式光纤激光加速度传感器的灵敏度约为-126.2 dB［参考值1 rad/(μm/s2)］，频响曲线的波动幅度在±1.9 dB范围内，加速度响应动态范围为77.46～170.26 dB［500 Hz频点，参考值1 μm/(s2·Hz1/2)］，加速度分辨率优于0.01 m/s2。

基于双超辐射发光二极管(SLED)光源研究了空间电扫描型低相干干涉长距离光纤传感解调系统。通过负透镜扩束搭建了紧凑解调干涉光路，分析了双SLED 光源功率比对低相干干涉条纹形态的影响并探讨了传输损耗的功率比补偿。针对双SLED 光源干涉条纹的特点，提出了双阈值的任意极值解调算法，并进行了压力解调实验。结果表明，在50~180 kPa 的压力范围内，利用不同峰值，可以实现0.24%~0.40% F.S.(F.S.为全量程)的解调精度，光纤传输距离达到1.76 km，与理论分析吻合。

介绍了相干DPSK(差分相移键控)的调制和解调原理, 并对零差解调、外差解调和MZI(马赫-曾德干涉)解调三种相干解调方式进行了理论分析。利用Matlab和Optisystem仿真软件构建了基于DPSK调制的FSO(自由空间光通信)系统, 得到不同条件下系统误码性能; 对三种解调方式进行了仿真, 仿真结果表明, 零差相干解调方式具有更好的误码性能, 更适合FSO。

对于光纤光栅传感的非平衡干涉解调技术，理论和实验均证实充当其驱动元件的压电陶瓷通电发热会引入热噪声，导致解调输出的相移信息中出现附加相移。为排除热噪声对解调结果的干扰，提出了将驱动元件从干涉装置中分离出来的新方案。对于无温度控制、有温度控制以及分离驱动元件的三种Michelson非平衡干涉解调装置，实验证实第三种方案不仅可根除热噪声的影响，且无需克服热惯性而达到新的热平衡。系统传感灵敏度的实验值为0.9609°/με，分辨率可达5.5 nε。

提出了一种利用光纤光栅传感器研究压电陶瓷特性的新方法.该方法采用非平衡Michelson扫描干涉仪对光纤光栅传感信号进行相位解调,通过观测波长漂移引起的相移,从而获得压电陶瓷的位移量与所加电压间的关系.实验分析了迟滞特性和蠕变现象,得到了压电陶瓷的电压位移特性曲线以及蠕变特性曲线.实验表明,光源功率的波动对压电陶瓷迟滞特性不能造成影响且压电陶瓷的蠕变特性与电压方向无关.

分析了基于Michelson干涉解调技术的光纤激光器水声传感的原理,在一段掺铒光纤中写入具有π相移的光纤光栅构成光纤激光器,水声压力作用在激光器上引起激光工作波长的变化;采用基于3×3耦合器的偏振无关的非平衡光纤Michelson干涉仪将激光波长变化转化为干涉仪的相位变化;干涉仪的输出由光电探测器转换后使用DSP进行信号解调。针对3×3耦合器分光比不对称的问题,本文提出利用实时调整幅度的2路干涉信号进行解调的方案,该方案不需要3×3耦合器有严格的分光比,消除了外界环境对解调输出的非线性影响。水声探测实验表明,光纤激光器水声传感系统的声压灵敏度为-166.5dB(参考值1 rad/μPa),解调结果与水声信号具有良好的线性关系。

介绍了一种光纤光栅空分复用传感系统,并将光纤光栅的传感特性应用于结构健康检测系统中.宽带光源发出的光波进入光栅阵列时,利用光开关选通不同光路实现FBG空分复用传感系统.系统采用等腰三角形悬臂梁调谐装置对FBG进行挠度加载,利用非平衡M-Z干涉技术对传感信息进行解调,将包含被测应变信息的FBG波长信号转变成相位信号,从而得到被测应变的大小,成功地实现了空分复用传感.该系统可用于静态应变和动态应变的检测,具有高分辨力、大测量范围的特点,其传感分辨率为7.3 nε,灵敏度的实验值为0.82°/με.

报道了一种基于环形腔光纤激光器和1×4模拟电子开关的具备实时监测功能的光纤光栅传感网络查询技术,利用级联的波分复用光栅串充当环形腔光纤激光器端镜,借助可调法布里珀罗滤波器对反射的信号光进行扫描,调整光路结构并增加抽运光强度使信号光得到足够的增益,则可获得各传感元工作波长的激光脉冲,且依时序输出。又引入1×4模拟电子开关,将转换为电信号的激光输出按时序分配至4个输出信道。结合非平衡扫描干涉解调技术,实现了对4光栅传感阵列的查询解调。1555 nm波长时系统传感灵敏度的实验值为1.630°/με,与理论值1.674°/με基本吻合。

介绍了一种基于Michelson干涉解调技术的光纤光栅传感系统,将包含被测应变信息的FBG波长信号转变成相位信号,通过单片机系统检测相位的变化,得到被测应变的大小.系统可检测静态应变和动态应变,具有高分辨力、大测量范围等特点.

时钟信号控制下的脉冲宽带光源发出的光波,进入4个光栅组成的间距为10 m的光栅串。利用受同一时钟信号控制的1×4模拟电子开关,将各传感元的反射光脉冲依次分配至相应的输出信道,实现时域地址查询,并对各传感元位置的待测应变进行实时监测。引入非平衡迈克耳孙干涉解调装置,将来自传感光栅的受待测应变诱导而至的波长漂移信息变为相移信息,定标后便可实现传感信号的解调。1556 nm波长时,系统传感灵敏度的实验值为1.658°/με,与理论值1.673°/με基本吻合。