提出了两种基于拍频技术的分别测量温度和旋光角的光纤光路结构方法, 利用错位光纤传感拍频实现了温度测量, 利用磁光光纤传感拍频实现了对旋光角的测量。拍频技术是一种不易受系统损耗和光源波动影响的光纤传感测量系统解调方案, 通过光纤光栅、掺铒光纤、错位光纤、磁光光纤和环形器组成光纤激光谐振腔产生激光拍频, 分析不同温度和不同磁场下输出的激光拍频变化量, 研究得到温度和旋光传感系统的性能。测温实验结果表明, 在温度从20℃变化到100℃的范围内, 拍频变化量的温度灵敏度为-39.125 kHz/℃, 拍频随温度升高而线性减小, 其线性拟合度为0.994 07。室温条件下电流为5 A时, 旋光测量输出拍频为13.375 MHz；同时仿真结果表明, 在旋光角变化为0°到90°范围内, 拍频变化量的旋光角灵敏度为1.77 MHz/°。研究证明, 基于错位光纤和旋光光纤的拍频测量结构用于光纤传感测量系统, 具有高分辨率, 高灵敏度, 低成本且性能稳定的优势。

基于非线性耦合模理论，利用逆向递推龙格库塔法，数值研究了在磁光耦合系数中引入洛伦兹函数微扰后对磁光光纤布喇格光栅线性透射谱和非线性双稳特性的影响.研究结果表明：给磁光耦合系数引入洛伦兹微扰能在线性透射谱阻带中打开线宽极窄的一个透射窗口，微扰宽度和微扰中心位置可以影响透射窗口的位置、宽度以及峰值大小; 当微扰宽度和微扰中心位置发生变化时，光栅的双稳特性表现出明显的差异，合理地选择微扰参量可以实现对其双稳特性的优化.

根据磁光光纤的椭圆双折射特性，提出了导波光脉冲演化的本征型和非本征型非线性耦合模方程，分析了非线性效应和椭圆双折射对光脉冲传播行为的影响。通过分析光脉冲的自相位调制特性，得到了磁光光纤等效非线性系数与本征椭圆偏振光椭圆率的关系，磁光光纤中自相位调制引起的最大非线性相移会随着外加磁场的增加而减小，从而揭示了非线性光学器件的磁控机理。研究表明，本征型非线性耦合模方程对分步傅里叶算法的适应性最好；对于线偏振光入射情形，增加磁场有助于减弱光纤非线性的偏振依赖性。在光通信领域中，可应用于对光纤非线性效应的控制。

根据光纤中磁光效应与非线性效应的微扰理论，推导了磁光光纤中光脉冲的非线性耦合模方程，比较了修正的分步傅里叶算法中磁光效应的时域和频域处理方案，表明了在步长足够小的情况下，两种方案的结果一致.分析了磁光效应、光纤非线性以及色散对光脉冲传输特性的影响，通过改变磁光耦合强度, 不但可以灵活控制脉冲形状，还可以改变非线性引起的频率啁啾大小, 有助于实现基于光脉冲展宽的动态整形功能.本文给出的理论分析方法, 有助于开发可用于光纤通信、光纤传感等领域的基于非线性磁光光纤的新型磁光信息处理器件.

利用传输矩阵法分析了磁光效应和光栅折射率初始相位对磁光光纤布拉格光栅(MFBG)-法布里珀罗(FP)光谱特性的影响。通过调节外加磁场的大小及方向，能实现MFBG-FP的可调滤波特性，并能控制甚至抵消光栅折射率初始相位差引起的透射峰平移。对于高光栅反射率的MFBG-FP，透射峰位置和波长间隔可由其有效腔长以及等效磁光耦合系数来解析表达。MFBG-FP的磁可调能力会随着FP腔与MFBG的磁光耦合系数比的增加而增强，磁光耦合系数比大于１的MFBG-FP结构的磁可调特性优于相应的MFBG结构。

研究了磁光耦合强度对磁光光纤布喇格光栅中模式转换光反射光谱特性的影响.根据磁光耦合模理论并结合光纤布喇格光栅的传播特性，数值分析了磁光光纤布喇格光栅的磁控特性，得到了3 dB带宽可调的滤波器.采用级联磁光光纤布喇格光栅构造磁控梳状滤波器，实现了40 Gbps归零数据信号的全光时钟提取仿真，分析了时钟信号的抖动性能与磁光耦合参量的关系.

分段磁光光纤布拉格光栅(MFBG)是指在同一根磁光光纤上依次写入不同周期的光栅而形成的级联磁光光栅系统。根据均匀MFBG的耦合模理论,利用电磁场边界连续性条件,研究了分段MFBG中圆偏振光的光谱特性。研究表明,单段光栅时,圆偏振光在分段MFBG中的反射或透射光谱特性与均匀MFBG一致,理论计算的偏振相关损耗(PDL)变化曲线与实验结果基本吻合。两段或多段MFBG段级联时,分析了在外加磁场的控制下采用不同光栅周期的多段MFBG结构实现可调色散补偿、分布式磁场传感等光子信息处理的功能原理。

给出了In-BiCaVIG晶体的磁滞回线，详细分析了磁滞及磁饱和效应对磁光光纤传感器的影响。当所测磁场信号为交变量时，磁滞的影响主要是相位延迟，对幅度及频谱分布影响较小；饱和效应不仅使响应幅值减小，同时还导致明显的频谱变化。