为了测量金属板材在拉伸作用下的微应变，设计了以中心波长为1550 nm的多模光纤宏弯损耗传感器为传感元件的轴向微应变测量系统。该传感器将多模光纤传感环垂直固定在被测板材上，当板材被拉神时，光纤传感环的弯曲损耗效应明显增强，导致背向瑞利散射光强发生剧烈波动。搭建了轴向微应变测量系统，根据光时域反射原理获得了背向瑞利散射的光强变化，从而计算出金属材料应变值，可实现分布式实时测量。实验结果表明,该多模光纤宏弯损耗传感器的弯曲敏感区半径约为3~6 mm，微应变测量范围约为500~3000 με，微应变测量精度约为40 με。

多模光纤是一种厚散射介质,当目标图像经过多模光纤传输时将形成多种模式耦合,从而在光纤的输出端生成散斑图案。基于深度学习对多模光纤成像进行复原,解决了厚散射介质成像失真的问题。采用DenseUnet,并以散斑图样作为模型的输入来重建目标图像。DenseUnet模型采用融合机制加深了网络的深度,提高了重建的准确性,并具有很好的鲁棒性。实验结果表明,DenseUnet可以很好地对具有不同长度的多模光纤产生的散斑图像进行重建。

介绍了一种应用于光纤时频传递秒脉冲信号(1PPS)调制的马赫-曾德尔调制器(MZM)偏置点反馈控制系统。本系统将电光调制器的偏置点设置在传输曲线的最小值点(Null)和正斜率正交点(Quad+)之间的线性区域，利用光电二极管(PIN)探测输出1PPS信号的低电平电压的波动来检测偏置点的漂移。对测量到的电压信号进行数字处理后通过控制偏置点反馈系统来稳定调制器的偏置点。对反馈控制理论进行了原理推导，并与基于微扰理论的商用偏置点稳定系统进行了对比实验。实验证明该系统可以避免微扰信号对1PPS传输稳定性的影响，传递性能优于商用偏置点稳定系统。实验结果表明，1PPS 传递时延波动的峰峰值为174 ps，均方根值(RMS)为18 ps，在平均时间为104 s时，1PPS的时间阿伦方差(TDEV)下降到1.7 ps。

实验实现了基于钠铝硼硅酸盐玻璃的近红外PbSe量子点光纤放大器(QDFA), 并在钠铝硼硅酸盐玻璃基底中, 通过优化熔融-退火法的热处理条件, 制备中心粒径为4.08~5.88 nm的PbSe量子点光纤。该QDFA由量子点光纤、波分复用器、隔离器、抽运源等构成。实验表明：QDFA在1260~1380 nm区间实现了信号光的放大, 增益波长区间与量子点的粒径大小有关。当输入信号光功率为-17 dBm时, 输出信号光增益为16.4 dB, -3 dB带宽达80 nm。实验观测到明显的激励阈值和增益饱和现象。与常规的掺铒光纤放大器以及少模掺铒光纤放大器相比, 本研究的QDFA的激励阈值低、带宽大、噪

主要研究了保偏光纤与Y型波导输入端的对准耦合。基于模场重叠积分法，数值计算5个自由度上的对准偏差对耦合损耗的影响，并设计了一种基于数字图像的实验方案。仿真与实验结果吻合较好,证明该实验方案可行。结果表明：横向位错X和Y对耦合损耗的影响最大，纵向间距Z对耦合损耗的影响较小，而角度α和β变化时产生的耦合损耗主要是由附加横向位移引起的，单纯的角度变化对耦合损耗的影响极小。若要求对准偏差损耗低于0.5 dB，则横向位错与纵向间距的容差范围分别为-1~1 μm和-20~20 μm。本研究为后续自动耦合系统的研究提供参考。

提出用一根掺铒光纤连接两个对称的长周期光纤光栅(EDF-LPFG)对构成的新型全光开关。数值模拟了在交叉相位调制下对应于不同抽运功率的信号光的透射谱; 还研究了在不同光栅的有效折射率调制幅度和光纤吸收系数下,信号光透射率随抽运光功率的变化。导出了器件的阈值开关功率公式。EDF-LPFG对光开关的阈值开关功率比单LPFG光开关的开关功率降低了5个数量级,不到25 mW。

利用自制的光子晶体光纤(PCF),通过逐渐增加抽运脉冲的中心波长λ0,使其主要处于反常色散区,观测到了不同非线性效应作用下的频谱变化尤其是显著的反斯托克斯现象。通过调节耦合光束的入射方向,使光纤稳定输出为第一高阶模。在λ0达到并超过第一高阶模的零色散波长(820 nm)的过程中,抽运波工作在反常色散区,其向反斯托克斯波的能量转化逐渐增强。尤其当λ0超过860 nm之后,反斯托克斯波的强度可达到抽运波剩余强度的5倍,转换效率达到了80%。

以1550 nm为中心波长, 利用掺铒光纤激光器产生的120 fs脉冲序列, 在一段40 m长的色散平坦高非线性光子晶体光纤中进行了超连续谱产生的实验研究。实验中光纤的非线性系数约为11 W-1·km-1, 并且在1500～1650 nm波长范围内具有平坦的色散曲线, 色散值变化小于1.2 ps /(nm·km)。在入纤功率为20.8 dBm时, 产生了超过480 nm(20 dB带宽)的超连续谱(1220～1700 nm), 并且在两个通信窗口均较为平坦, 这在超连续光源、波长变换等方面有重要的应用价值。

实验研究了芯径为600 μm的全石英光纤传输脉宽为5 ns,波长为1064 nm的高峰值功率脉冲激光的传输特性。采用N-ON-1测试方法,获得光纤损伤阈值和光纤传能特性曲线。光纤50%概率损伤阈值为24 mJ,平均输出激光能量达到14 mJ,峰值功率接近3 MW。可将光纤传能特性曲线分为3个过程:未损伤段(平稳传输段)、光纤端面等离子体击穿段(非平稳传输段)和光纤体损伤段(传输截止段)。分析了光纤损伤形貌和损伤机理。研究表明,同时提高光纤端面等离子体击穿阈值和光纤初始输入段损伤阈值是提高光纤传能容量的关键。

采用三级主振荡功率放大(MOPA)结构,建立了一台平均输出功率30 W的皮秒脉冲掺镱光纤激光器。其输出尾纤芯径为30 μm,输出激光脉宽约20 ps,重复频率为59.8 MHz,光束质量因子M2小于1.5。将该高功率脉冲激光耦合到芯径7 μm的国产光子晶体光纤(PCF)中,实现了近3 W的超连续谱输出。为了增加耦合效率并避免光纤端面损伤,在皮秒激光源与光子晶体光纤之间加上一段芯径15 μm的过渡光纤,得到的输出超连续谱具有很好的平坦性。-10 dB谱宽超过1100 nm(其中1064 nm处残留的激光峰除外),超出所用光谱仪600-1700 nm的观测范围。输出光斑为一带有六角形彩色包络的白色基模光斑。