针对商用低精度惯性测量单元具有高成本、制造工艺复杂、废弃后污染环境、不能生物降解等缺点，提出一种低成本、可生物降解的木制惯性测量单元。该设计包含平衡振子和非平衡振子单元，分别用于测量3轴加速度和3轴角加速度。采用激光诱导石墨烯的工艺在木梁上制备应变传感器阵列，并形成多组惠斯顿电桥测量电路。结果表明：加速度方面，X轴灵敏度为0.006 mV/g，Y轴灵敏度为8.695×10^-4 mV/g，Z轴灵敏度为0.200 mV/g；角加速度方面，X轴灵敏度为0.285 mV/（rad/s²），绕Y轴旋转的灵敏度为0.305 mV/（rad/s²），绕Z轴旋转的灵敏度为0.765 mV/（rad/s²）。与有限单元法仿真结果对比，实验测量误差在10%以内，且具有良好的重复测量精度。该惯性测量单元在木制船舶、木制载具、木制家具等方面具有潜在的应用前景。

在复杂电磁环境中，磁场干扰是光纤陀螺仪产生误差的主要原因之一。为了减小光纤陀螺仪台体中加热片产生的磁场对陀螺仪精度的影响，设计了双层加热片结构，并采用有限元方法对单、双层加热片上方光纤环位置处的磁场进行对比分析，根据分析结果计算磁场对光纤陀螺仪精度的影响，结果表明：两种加热片在光纤环位置处磁场均为非均匀磁场，光纤环距离加热片较近处的磁通密度呈现环状分布，距离加热片较远处的磁通密度呈中心强周围弱分布；随着光纤环平面与加热片间的距离增加，光纤环平面上单层加热片的磁通密度最大值约为双层加热片的30至122倍；双层加热片磁场对光纤陀螺仪磁敏感相位误差随磁场方向与光纤环之间的角度呈现倾斜正弦变化；单层和双层加热片在光纤环下表面处产生的磁场磁敏感相位误差分别为1.299×10⁻¹⁰ rad和5.572×10⁻¹² rad。以上结果证明了双层加热片磁场对光纤陀螺仪的干扰远小于单层加热片，双层加热片产生的电磁干扰更小，更有利于提升光纤陀螺仪的精度。

半导体微腔中由光驱动的激子极化激元体系是近年来热门的物理学、光学领域研究方向，而半导体微腔中由光驱动的玻色-爱因斯坦凝聚体（Bose-Einstein Condensates, BEC）的量子叠加态涡旋在量子传感领域具有颠覆性的潜在应用价值。通过Runge-Kutta差分和FDTD有限元方法构建了一个精确的数学模型来表征量子涡旋陀螺激子极化激元体系的时空演化规律。在此基础上，研究了泵浦光、信号光和与半导体微腔材料相关的一些关键参数对量子涡旋陀螺激子极化激元凝聚体演化特性的影响。其中泵浦光和信号光考虑了环形光斑的几何尺寸以及它们的光强，而微腔材料对激子极化激元体系的影响通过数学上的变换，折算为有效质量对BEC体系的影响。通过大量参数扫描，得到了影响量子涡旋陀螺性能的一些关键因素，包括泵浦光的几何参数和强度、泵浦光和信号光的相关影响以及半导体微腔的材料特性。通过表征不同微腔材料的有效质量与性能之间的关系，计算了材料性能与量子涡旋陀螺仪叠加态演化之间的关系，发现有效质量的合理值范围很窄。这些工作为量子涡旋陀螺的工程样机研发提供了重要参考。