提出了一种双柄空心微瓶腔结构，利用微纳光纤耦合激发出了回音壁模式（WGM）谐振，通过控制轴向拉伸应变，实现了回音壁模式的谐振波长和品质因子Q的调谐，通过非对称拉锥的方式改变微腔结构，增大了双柄微腔结构轴向拉伸对腔长和壁厚的改变量，从而使谐振波长的调谐范围达到了0.66 nm。所提结构在激光器、滤波器和传感检测等应用方面具有实际意义。实验中进一步探究了非对称双柄回音壁模式微腔的应变传感特性，结果表明，WGM谐振峰对轴向拉伸应变的灵敏度可达0.795 pm/µε，分辨率小于25 µε，线性度达0.999。由于回音壁模式谐振腔具有极窄的谐振峰，该传感方法能够实现更高的传感分辨率，为高分辨率应变传感提供了新思路。

基于瑞利散射的光频域反射技术（OFDR）因其高空间分辨率和高灵敏度等优点，在航空航天、健康医疗和高精密仪器检测等领域受到广泛关注。OFDR技术因光纤中瑞利信号弱和光源非线性调谐等问题，限制了其空间分辨率和传感距离等性能的提升。针对此问题，论述了OFDR传感原理，介绍了提升OFDR性能的光纤后处理和数据后处理2种方法，重点介绍了紫外曝光和飞秒激光后处理方法制备瑞利散射增强型光纤，并利用瑞利散射增强型光纤结合后处理算法，实现了温度、应变和三维形状传感。

提出一种基于Sagnac干涉原理的光纤传感器，并将其用于温度和应变的环境检测。实验中，选用乙醇溶液填充前后的保偏光子晶体光纤（PM-PCF）作为传感单元。首先，将未填充乙醇溶液的PM-PCF熔接到Sagnac干涉环路中，依靠PM-PCF基底材料的光热效应和光弹性效应，分别在26~50 ℃温度范围内和0~900 μ?应变范围内，实现了-1.72 nm/℃的温度传感灵敏度和35.35 pm/μ?的应变灵敏度。然后，利用氮气加压装置，将乙醇溶液填充到PM-PCF包层空气孔内。这是利用功能材料的外场调谐作用来增强Sagnac干涉仪的传感性能。填充乙醇溶液后，该传感器的温度灵敏度达到-2.66 nm/℃，约为原始PM-PCF温度灵敏度的1.55倍。所提出的用于温度和应变测量的Sagnac干涉传感器结构较为简单，具有良好的迟滞性，对提升光纤传感灵敏度具有一定的借鉴意义。

针对用于起重机械结构健康监测的光纤布喇格光栅(FBG)应变传感器疲劳性能未知问题, 采用动态载荷与静态拉伸相结合的试验方法, 对起重机械钢结构疲劳损伤监测中的3种封装形式FBG应变传感器开展了疲劳性能研究, 分析了反映传感器性能的灵敏度系数、带宽、边摸抑制比、峰谷比、零点波长、动态应变分别随疲劳次数增加时的变化情况。试验结果表明: 3种封装方式的FBG应变传感器疲劳前后, 在加载、卸载相同载荷时, 灵敏度系数相差最大不超过0.1 pm/με, 带宽均值为0.19~0.23 nm, 峰谷比和边摸抑制比随疲劳次数的增加变化趋势相同, 零点波长变化最大值为0.31 nm, 动态应变符合二次指数函数分布特征。

声表面波(SAW)延迟线作为传感器可对传感器进行编码，从而实现多点分布式测量，因而受到广泛研究。该文采用128°Y-X切向LiNbO3作为压电基底，制备了不同对数的叉指换能器(IDT) 的SAW延迟线，并研究了其应变特性。研究结果表明，IDT对数为10对、20对、30对时，SAW延迟线应变灵敏度分别为1, 727 5 ps/με、2, 046 7 ps/με、3, 256 6 ps/με。SAW延迟线的应变特性和应变方向与声波传播方向间的夹角有关，夹角为0°时，延迟时间随应变的增大而增大; 夹角为90°时，延迟时间随应变的增大而减小。利用夹角分别为0°和90°的SAW延迟线构成了差分结构的应变传感器。测试结果表明，该差分结构可抵消温度的影响，即温度变化时也可获得准确的应变。该文研究的差分结构延迟线有望在温度波动环境中测试应变时得到应用。