提升数据处理能力是实现光纤电流传感器（FOCS）在微弱电流检测领域中应用的重要支撑。针对独立成分分析（ICA）算法对信源数量的要求和变分模态分解（VMD）对冲击噪声处理能力不足的问题，采用优化参数的变分模态分解与独立成分分析联合算法（OVMD-ICA算法），提升微弱电流检测能力。首先，在分析全光纤电流传感器输出信号的特征和噪声特性的基础上，以能量谱熵为目标函数，采用捕食者算法（HPO算法）获取模态参数K和二次惩罚因子α，完成变分模态分解。然后，通过设置相关系数阈值，对各模态函数分类并构建虚拟通道，以满足ICA对信源数量的要求，并采用FastICA算法实现盲源分离。最后，通过对比实验确定了该方法的有效性，发现采用所提方法能够实现3 mA微弱电流的识别检测。

采用全光纤电流传感器实现微弱电流检测，可以拓展光纤传感技术在微弱磁场检测领域的应用。在分析全光纤微电流传感器的基本原理和主要光路结构的基础上，从增加光路循环次数、提高传感光纤性能、降低系统噪声三个方面，综述了全光纤微电流传感的最新研究成果及存在问题，并展望了全光纤微电流传感器未来发展趋势。

为给反射式全光纤电流互感器(光CT)出现测量偏差问题提供理论依据, 研究反射式光CT系统的主要光学器件对系统响应的影响机理, 分析光CT各主要光学器件非理想性对电流测量准确性的影响。首先, 采用琼斯矩阵描述了该系统各主要器件和数学模型, 并给出系统输出光的表达式和解调检测后系统的注入电流测量值；然后, 基于系统数学模型, 分别分析了传感光纤的线性双折射、圆双折射的偏差和保偏光纤的线性双折射对光CT的注入电流测量值的影响。研究结果表明: 传感光纤的线性双折射偏差对光CT注入电流测量准确度的影响最为突出；传感光纤的圆双折射的存在可以有效地抑制传感光纤线性双折射对光CT注入电流测量准确度的影响。

全光纤电流传感器作为智能电网中的重要设备之一, 具有比传统电磁式互感器更显著的优势, 在高压及超高压环境中有广阔的应用前景。首先阐明了影响全光纤电流传感器灵敏度的主要因素, 综述了近年来国内外学者提高电流传感灵敏度的解决方案和研究成果; 其次着重分析一些改进型结构的全光纤电流传感器消除温度、线性双折射等对传感灵敏度影响的工作原理, 并讨论了各自主要的优缺点; 最后, 结合高灵敏度全光纤电流传感器的研究现状, 指出了其未来发展趋势。

雷电流测量是研究雷电的一个重要部分。为此，本文研究了一种用于测量雷电流的全光纤电流传感器。首先，介绍了光纤电流传感器的基本原理及结构组成；其次，在实验室中对该传感器的响应速度、测量精度及测量范围等性能指标进行了测试。结果表明，该传感器的响应速度为微秒级，可测量范围在 1 kA～100 kA，动态范围大于 40 dB，测量误差小于 5%，测量波形与标准的 Pearson电流探头测试波形相比一致性较好，该研究为雷电流测量提供了一种新方法。

为实现输电线路上的电流监测,基于Faraday效应和Sagnac效应设计了一种全光纤电流传 感器(FOCS)。利用Y波导,创新性地利用锯齿波形进行信号调制。通过调节锯齿波信号斜率, 使在Sagnac环中反向传输的两路光在Y波导中干涉消光,准确推算出电流大小。对40～140 A范围内的 电流进行测量,并对实验数据进行线性模拟,相关系数达到0.9996, 结果表明实验数 据与实际电流具有良好的一致性。

为解决反射式全光纤电流传感器中引入全反射镜而产生的反射损耗及与光纤匹配困难等问题, 设计了一种利用非线性光环路镜作为反射元件的全光纤电流传感器, 推导出了光偏振态的斯托克斯矢量与电流的关系式, 提出了高速偏振态检测方法。在加载0～200A的50Hz工频交流电的条件下进行了实验, 测试结果与理论预测吻合, 显示出了较高的测量精确性, 证明了该传感结构与实验方案的可行性。

对于全光纤电流传感器，如何进行温度补偿一直是国内外研究的难点和重点。进行合理的温度补偿也是将全光纤电流传感器推向实用的必要措施。先用实例和数据说明温度对全光纤电流传感器性能的影响，再在分析全光纤电流传感器结构和原理基础上，分别阐述了各因素受温度影响的机理并给出了最新的研究进展，最后从效果和实用化两方面分析了各种温度补偿方法的优劣，最终可以得出：单一控制某个因素对全光纤电流传感器性能的影响是不理想的，控制多个影响因子并在最终的输出端进行数据处理的方法能达到更理想的温度补偿效果，使全光纤电流传感器的输出更精确、更稳定。

针对目前全光纤电流传感器中光信号检测环节多是采用双路光强分析偏振度这一现状, 提出将斯托克斯矢量法应用于光纤电流传感器信号偏振度的演变分析, 在近似条件下, 推导得到基于穆勒矩阵的光纤电流传感器简化传输矩阵.从琼斯矢量法和实验结果的比较可知, 斯托克斯矢量法与琼斯矢量法的模拟效果十分接近, 此外它还具有传输矩阵中不存在复数、容易简化为稀疏矩阵以及最终偏振度只需计算总传输矩阵的第2个对角元即可等运算优势.这些优势使得该方法不仅可以很好地进行理论分析, 还可以有效地简化分析过程和运算过程.

1/4波片是全光纤电流传感器 (AFOCT)最重要的光学器件之一，针对 SLD宽谱光源产生的时间相干性问题，借助琼斯矩阵对光束的传播全过程进行了详细分析与计算，推导出探测器关于 1/4波片参数的光强表达式。根据闭环电路工作原理得到了 1/4波片参数对传感器信噪比和标度因数的影响规律，并通过实验验证。根据传感光纤的 Verdet(维尔德 )常数的温度特性，提出了 1/4波片的优化设计。