拉曼光谱技术以其多组分同时探测、分子指纹特性等优点被广泛应用于多个领域，但其较低探测灵敏度严重限制了此技术的进一步发展。为了提高拉曼光谱技术粉末样品原位分析能力，提出了一种基于石英管增强的高灵敏度拉曼光纤探头。探头采取内镀金属空芯光纤用于光信号的传输，有效减小了背景信号对拉曼光谱的影响；探头底端采用石英管设计，增大采样体积和收集效率，提高了拉曼光谱的探测灵敏度。理论分析了石英管拉曼光谱技术可提高粉末样品的探测灵敏度，详细介绍了探头的设计和实现，进一步评估探头的性能，结果表明：相较于球透镜拉曼探头，拉曼信号强度（NaHCO₃）增强2.92倍。为模拟实际应用场景，采用光纤拉曼探头成功获得了容器中不同深度粉末样品（Na₂SO₄和NaHCO₃）的拉曼光谱信息。文中设计的石英管增强拉曼探头具有外径尺寸小（外径仅为2 mm）、灵敏度高等优点，可对深层次粉末样品进行探测，为现场粉末样品原位分析提供了一种新途径。

创新设计了一款操作灵活、方便、适于生物医学原位检测的反射式近红外（NIR）光纤探头，通过将自聚焦透镜耦合到NIR光纤探头的顶端，并对探头结构、光纤排布进行全新设计，使光纤探头具有更高的测量精度和收集效率。通过耦合傅里叶变换近红外光谱仪对蔗糖样本进行NIR光谱采集，发现该反射式NIR光纤探头具有高效便捷的特点以及较高的光谱重复性和信噪比。采用该光纤探头对犬膝关节股骨端关节软骨进行NIR光谱离体原位检测，这些光谱数据经一阶导数2次多项式21点Savitzky-Golay平滑预处理后再进行主成分分析和Fisher判别分析。模型初始案例和交互验证案例正确识别率分别为97.62%、90.47%，样本预测集的识别率达96.43%，证明了采用该NIR光纤探头进行NIR光谱原位检测的有效性及骨关节炎识别的可行性，可为骨关节炎的临床诊断奠定实验基础。

搭建基于超小GRIN光纤探头的F-P干涉仪测振的实验系统，采用高精度纳米位移台作为被测振动体目标，在解析基于超小GRIN光纤探头的集成化F-P干涉仪工作性能的基础上，对被测振动体的微小振动进行多次实验测量，采集实验测量数据并分析该集成化F-P干涉仪的实验性能。实验结果显示，在给定实验条件下，该F-P光纤干涉仪在振幅为200~300 nm时的性能参数较好，线性度最小为0.42%，对应的灵敏度为7.507 V/μm，重复性标准差最大为0.232 V；在10~100 nm与350~500 nm，干涉仪测振系统有较好的重复性，其标准差小于0.102 V。该F-P干涉仪系统具有测量微小振动的可行性，有望应用在微小振动和位移等精确测量领域。