提出了一种利用局域温度控制的高精度相移控制技术制备多相移光纤光栅滤波器的方法。首先,分析了多相移光纤光栅中相移量和相移位置的误差对多相移光纤光栅滤波器的插入损耗、带宽和形状因子的影响,得到了高性能多相移光纤光栅制备所需的相移量精度(0.0029π)和相移位置精度(368 μm)。然后,实验证实了利用局域温度控制引入高精度相移(相移量精度为0.0007π,相移位置精度为30 μm)的可行性。最后,利用所提方法制备了多相移光纤光栅,并对其光谱进行了测试和理论仿真。结果表明,基于所提方法制备的多相移光纤光栅滤波器的频率响应接近理论仿真下的理想滤波器特性,插入损耗约为0.5 dB,3 dB带宽约为366 MHz,20 dB带宽约为972 MHz,形状因子约为0.38。所提制备多相移光纤光栅滤波器的方法精确、简单、经济,没有对光纤光栅的结构造成永久性的改变,具有相移量可擦除的优势,可进一步应用于制备新型可调谐光纤滤波器。

针对光纤布拉格光栅(FBG)超声探测传感器测量灵敏度和量程相互制约的问题, 文章提出了一种基于法布里珀罗(FP)腔和π相移FBG(π-FBG)的解调方案。文章分析了利用FP腔解调的原理并进行了详细的数值仿真分析。理论分析表明, 利用FP腔的两个纵模作为一组解调器同时解调, 可将系统灵敏度提高两倍, 并且具有很好的线性度。扩展到多个纵模时可构建解调器阵列, 从而极大地提高了系统的量程, 有效地解决了测量灵敏度和量程相互制约的问题。数值仿真结果表明, 该方案在实际可操作参数范围内切实可行, 并具有灵敏度高和响应速度快等优势。

设计了一种基于相移光纤布拉格光栅(PSFBG)的应变传感器。将PSFBG和光纤布拉格光栅(FBG)通过光环形器连接在一起，并且沿着中线对称地粘贴在等强度悬臂梁上。两者共同作为探头的核心传感元件。它们粘贴的位置紧靠中线，从而承受着相同的应变，产生携带信息并且线宽极窄的传感光。通过边缘滤波法解调传感光，最终可以获取应变数值。理论模拟了由参数匹配的PSFBG和FBG产生的传感光谱，实验中获得了线宽仅为101 pm的传感光，实验结论与数值模拟吻合。在应变探头的实验验证中，解调结果与待测信号的线性关系良好，拟合度为0.994，探头的应变分辨率为1.5 με。基于该设计的应变传感器具有高分辨率、低成本、无啁啾等优点，具有很高的实用价值。

发现并验证了电弧放电对光栅折射率调制的电弧放电擦除（ADE）效应，利用ADE效应成功制作了相移光纤光栅。基于ADE效应的特点，建立了由这种工艺制作相移光纤光栅的理论模型，基于放电对折射率和光栅擦除长度的影响，采用不同的光栅参数，进行了较全面的仿真研究；同时，设计制作了专用的装置，对基于ADE的相移光栅制作技术进行了全面的实验研究和验证，研究了外部应力、放电参数、光栅参数和退火处理等因素对透射峰值波长、线宽和强度的影响。理论仿真与实验研究结果一致。仿真和实验研究均表明：基于ADE的相移光纤光栅制作技术方便有效，通过优化放电参数和光栅参数，可以制作高质量的相移光栅。

窄线宽半导体激光器广泛应用于雷达和传感等领域，因此窄线宽激光器的研究具有十分重要的意义。设计采用了电反馈的结构，从激光器发射出来的光经过一个专门设计的频率鉴别器，来稳定激光器的中心波长。光电探测器将频率鉴别器发射出来的光转化成电流，与激光器内部探测器的电信号比较，比较之后的差值反馈到激光器将激光器的线宽锁定在环路带宽范围内；从而将激光器线宽由原始的0.5 nm降低到0.08 nm。