为了解决单一金属膜结构的光纤表面等离子体共振（SPR）盐度传感器结构不稳定且灵敏度较低的问题，设计了一种高灵敏度的锥形三芯光纤结构的SPR盐度传感器。以银膜为激发表面等离子体共振的金属层，在其表面涂覆高纯铟以增强其稳定性。通过Kretschmann四层结构模型对传感器进行理论分析，结果表明，在光纤锥区纤芯模和包层模之间会出现强烈的模式耦合，在覆膜区会激发明显的等离子体共振。对涂覆银膜和高纯铟膜的SPR传感器进行折射率性能测试，在1.4%~3.6%的盐度变化范围内，涂覆银膜和高纯铟膜的SPR传感器灵敏度高达4989.34 nm/RIU，对应的盐度灵敏度为9.1 nm/%，比仅涂覆银膜的SPR传感器灵敏度提高了44%。

提出一种基于离子印迹复合膜马赫-曾德尔干涉仪结构的Cu ²⁺传感器。两段三芯光纤中间熔接一段单模光纤,在两段三芯光纤两端再分别耦合单模光纤,构成三芯-单模-三芯的传感结构。将壳聚糖(CS)和聚乙烯醇(PVA)组成的CS/PVA复合膜、Cu ²⁺印迹复合膜和优化Cu ²⁺印迹复合膜分别涂覆在三芯光纤表面,利用复合膜对于Cu ²⁺的特定吸附引起的三芯光纤包层相对折射率的变化,实现对于Cu ²⁺浓度的精确检测。实验结果表明,随着Cu ²⁺浓度的增加,涂覆CS/PVA复合膜、Cu ²⁺印迹复合膜和优化Cu ²⁺印迹复合膜的光纤传感器透射谱监测波谷分别发生了红移、红移和蓝移。对比分析发现,涂覆优化Cu ²⁺印迹复合膜的传感器对于Cu ²⁺的响应最优,其响应灵敏度为62.258 pm·μmol ^-1·L,检测限约为0.602 μmol·L ^-1,且具有优秀的选择性和良好的pH稳定性。该传感器具有易制备、结构简单等优点,在水质Cu ²⁺的高选择监测方面有潜在的应用价值。

本文提出了一种磁流体包覆的无芯-三芯-无芯光纤结构的磁场传感器。将两段2 mm的无芯光纤熔接在50 mm的三芯光纤两端, 并将此结构插入70 mm长的毛细管中, 通过向毛细管里注射磁流体, 使无芯-三芯-无芯这一结构浸没在磁流体里。无芯光纤用来激发三芯光纤的包层模, 并实现模间干涉。通过测量透射谱波谷波长的漂移或探测透射谱波谷的强度损耗可以实现对磁场强度的检测。实验结果表明: 该传感器在磁场强度为8~16 mT内, 透射谱的特征波长漂移随之线性变化, 在1 606 nm附近的波长漂移灵敏度为68.57 pm/mT; 该波长附近的透射谱强度损耗变化在相同的磁场强度范围内呈现良好的线性度, 对应的强度灵敏度为0.828 7 dB/mT。该传感结构制作简易, 灵敏度高, 成本低廉, 在磁场传感领域中有一定应用价值。

提出一种新的弱耦合三芯锥形光纤结构的应变传感器,该结构两端由薄芯光纤、中间由熔融拉锥三芯光纤构成,形成薄芯-三芯细锥-薄芯的三明治结构。实验研究了三芯长度和锥腰直径长度对传感器的应变与温度特性影响。结果表明:在0~1600 με应变范围内,传感器的干涉光谱随应变增大发生蓝移,当三芯光纤长度为7.4 cm,锥腰直径长度为41.20 μm时,其最大应变灵敏度为-3.47 pm/με,线性拟合度为0.9876;同时对温度传感特性进行探究,在25~60 ℃温度范围内,传感器温度灵敏度为34.52 pm/℃,线性拟合度0.9979。交叉敏感度为9.95 με/℃。该应变传感器具有成本低廉、结构简单、测量范围较大的优点,在工业生产、建筑监测等领域有潜在的应用价值。

光纤余长是海底光缆的重要性能指标，目前针对光纤余长的分析主要采用解析法，尚没有进一步精确分析光纤余长分布的实验方法。文章提出两种精确分析管内光纤余长分布的实验方法: 高能射线法和光纤光栅法，并从理论上分析了这两种方法的可行性。