针对带延迟子环分布式光纤传感系统的多频率成分振动源定位的问题，提出一种只依赖于振动源任一频率成分的频域解调方法。建立了脉冲光两次经过延迟环的干涉光束输出方程，结合傅里叶变换，根据振动源任一振动频率分量及其对应的两次干涉输出幅度之间的关系计算了振动位置。在此基础上，将宽带激光超辐射发光二极管（中心波长为1550 nm）外接脉冲可调激励电源产生的脉冲光作为光源，采用普通单模光纤构建的10 km萨尼亚克环、2 km延迟子环以及光电转换器搭建了实验系统，进行了奔跑行为的侵入定位实验。结果表明当传感光纤总长度为10 km时，平均定位误差为78 m。

针对折叠结构萨尼亚克(Sagnac)光纤传感阵列存在噪声光与信号光混叠的问题,提出了一种主动相位偏置时分复用方案。在传统梯形结构传感阵列的基础上,通过调整总线光纤的长度关系和附加延迟光纤的方法,使噪声光和信号光依次交替返回而不会发生混叠。进一步分析表明,通过调整延迟光纤环的长度,可以使输入光脉冲的重复频率达到标准时分复用系统重复频率的二分之一。整个阵列的相位偏置由一个与输入光脉冲同步的相位调制信号驱动集成光学芯片实现。实验演示了一个两基元的传感阵列,最小时间间隔为331.25 ns,输入光脉冲重复频率可达754.727 kHz,在5 kHz处相位灵敏度为7.3μrad/Hz,探头间串扰约为-51.75 dB。

介绍了一种基于萨尼亚克(Sagnac)干涉仪的直线型分布式光纤管道泄漏监测系统,实时进行管道泄漏监测和定位。此系统有两条传感光纤,可有效提高管道监测距离。推导了泄漏信号引起的光信号相位变化表达式;分析了该干涉仪应用于泄漏检测的原理及其泄漏源定位方法,并在分别距两传感光纤末端的法拉第旋转镜为3.990 km和4.024 km处进行了泄漏检测实验。管道泄漏实验结果表明,该系统较准确地确定了泄漏源位置且定位误差小于1.05%.

根据菲涅耳公式,通过计算超广角萨尼亚克干涉仪各面的反射、透射系数,得出干涉仪的透射率、出射立体角,最后推导出光通量的具体表达式。代入改型萨尼亚克干涉仪两臂玻璃ZBaF17和QF14尺寸和折射率等参量,得出超广角萨尼亚克干涉仪的出射光强是入射光强的0.4397倍,立体角为1.7316×10-4 sr,AΩ=0.4×10-4 cm2·sr。

提出了基于时空混合调制的大气风场探测模式;应用光线追迹方法推导了一种改型萨尼亚克干涉仪在任意角入射时的光程差;从理论上对该干涉仪的参量作了分析计算;通过对同种、异种材料组合的理论分析,得出了异种材料组合的改型萨尼亚克干涉仪更加适合高层大气风场探测。该干涉仪具有稳态、大视场、大光程差、时空混合调制探测模式等显著特点。该研究发展了高层大气风场的被动探测理论,对风场探测技术研究、探测模式和工程化都具有十分重大的理论及实践意义。

提出了一种实现全光纤多扰动测量的基于光纤萨尼亚克环的新型传感结构.该传感结构采用新型的双萨尼亚克环结构并用波分复用技术代替了传统的双光源结构,减小了系统损耗,实现了对多扰动的位置的测量.分析了传感原理,推导了数学模型,表明测量误差与解调电路的频率响应有关,并进行了单频和多频扰动的实验研究,实验证明了理论分析的正确性.