利用光纤熔融拉锥技术，对一种中心对称、具有较大芯间距的多芯光纤进行了优化。融锥后的光纤具有倏逝场强、传感灵敏度高的特点，但由于其柔韧性差难于用作弯曲传感测量。本文设计了一种柔性传感器，使优化后的融锥光纤可用于弯曲传感测量。利用超模耦合理论对优化后多芯光纤传感器的透射谱进行了分析，并对其弯曲传感特性进行了实验研究。实验结果表明，该柔性融锥光纤传感器的干涉条纹与弯曲曲率有很好的线性关系。优化后的融锥光纤弯曲传感器的灵敏度为2.90 nm/m^-1。

研究了锥型多芯光纤模间耦合所产生的干涉在温度传感中的应用。利用弱耦合多芯光纤拉锥后变成强耦合多芯光纤，从而产生超模干涉的特点，在单模光纤中熔接一段弱耦合七芯光纤。经氢气火焰匀速往返拉锥后，该光纤直径变小，芯间距减小到一定程度后产生超模干涉，从而得到了结构简单、灵敏度高、特异性强的温度传感器。研究发现，拉锥后的光纤直径越小、锥区长度越长，模间耦合越强。选取锥区长度为1.8 μm、锥区直径为31.36 μm的锥型多芯光纤，所设计制作的温度传感器的灵敏度可达840 pm/℃，比之前报道的高约52.7倍。

纤芯激光功率密度过高，易引起非线性效应,导致激光损伤，限制光纤激光器输出功率的提高，采用多芯光纤是解决这一问题的有效方案之一。同相位超模的选择和多芯光纤的制作是影响多芯光纤激光器发展的主要因素，因此实现同相位超模运转的大模场面积多芯光纤研究成为近年来国内外研究人员关注的热点。详细介绍了当前多芯光纤选模及制造技术的研究进展，通过对比几种技术方案的可行性，展望了高功率多芯光纤激光器单模运转的发展前景。

介绍了一种特殊的天文光纤模式转换器，称之为光纤刷。研究了这种天文光纤模式转换器的制作技术及各纤芯之间的耦合特性。由于天文成像低色散的要求，研究了这种光纤刷的超模耦合特性，并且为了比较不同超模的发散情况，分别计算了光纤刷的近场超模和远场超模。通过远场超模发散半径的比较，发现同相超模具有最小的发散角和最好的光束质量。研究结果对类似光纤模式转换器件的研究具有启发意义。

分析基于单芯光子晶体光纤的超连续谱光源在提升平均输出功率时所面临的问题, 指出采用多芯光子晶体光纤作为超连续谱产生介质是一种实现高功率超连续谱产生的潜在方案。使用自制皮秒光纤激光器泵浦一段国产多芯光子晶体光纤, 实现了光谱范围750~1700 nm, 平均功率42.3 W的全光纤化高功率超连续谱输出。

为了实现多芯光纤激光器的单模输出，提出一种新的选模机制，即利用单模光纤进行选模。采用单模光纤和全反镜相结合作为选模器件，可以使6芯光纤激光器中同相位超模的耦合效率远远大于其他高阶超模，从而使高阶超模得到有效的抑制，实现高亮度的同相位超模单模输出。为了提高同相位超模的耦合效率，可以进一步优化单模光纤纤芯尺寸，同时调节单模光纤和6芯光纤之间的间隙距离。将同相位超模的耦合效率代入速率方程进行理论模拟，证明输出功率和耦合效率之间的必然联系，结果显示同相位超模输出功率随着耦合效率的增大而增大，得到单模输出的最大光光转换效率为63.7%。

针对两种不同激励情况，分别对5芯平行阵列芯光纤的超模进行了理论计算，并对其输出场强度分布进行了实验研究。通过对比5芯平行阵列芯光纤超模远场强度分布，分析了两种不同激励情况下输出各超模的光束质量。研究结果可为高功率光纤激光器、出射光斑为特定形状的光纤激光器的设计提供理论依据，对其他类似微结构光纤在激光器领域的应用具有借鉴意义。

A low-cost, compact, and lossless temperature sensor based on a twin-core fiber (TCF) is demonstrated and manufactured by splicing two single-mode fibers to the ends of a TCF. The extinction ratio of the comb transmission spectrum is bigger than 15 dB, and the temperature sensitivity of the coupling angle is –0.02 rad/(oC.m) at –30–90 oC and –0.032 rad/(oC.m) at 90–175 oC. Finite element method is used to calculate the supermodes of the TCF, and the result agrees well with the experiment.

要提高七芯光子晶体光纤激光器的输出功率，必须要增大七芯光子晶体光纤的有效模面积，并且需要纤芯间具有较强的耦合作用，以保证各纤芯输出的光束保持同相位。为了更直观的分析七芯光子晶体光纤的有效模场面积和纤芯间耦合强度的关系，根据七芯光子晶体光纤7个超模的特征，给出了七芯光子晶体光纤耦合长度的一种计算方法。利用多极法和有限差分光束传播法分析了七芯光子晶体光纤的结构对有效模场面积和耦合长度的影响。通过优化七芯光子晶体光纤的结构，设计了一种外层空气孔较大，内层空气孔较小的七芯光子晶体光纤，其有效模场面积高达3703 μm2 ，耦合长度仅为13310 μm。