概述了干涉型光纤水听器直接调制光源的相位生成载波(PGC)解调技术.重点介绍了其数字化实现方法,并通过实验和仿真,考虑到数字化实现过程中所要求的实时性,对系统中对探头的复用以及解调结果有重要影响的滤波器进行了详细的研究.本文的结论在相位生成载波数字解调方案的设计中具有重要的指导意义.

对带空气腔芯轴型光纤水听器进行了研究和试验验证．分别建立了二维和三维模型对水听器性能进行分析，给出了两种模型下的水听器相移灵敏度计算公式；小批量制作了22个该结构的水听器并进行了测试．试验数据与模型计算结果十分吻合．结果表明，三维模型计算结果比二维模型更为准确，频带内均方根偏差大部分都小于0．3（dB·re·rad）／μPa．试验采用的水听器相移灵敏度为-153（dB·re·rad）／μPa，其归一化相移灵敏度达到-308（dB·re·1）／／μPa．同时，该模型可以重好地根据实际需要来设计不同尺寸和性能的水听器结构。

利用离散光谱法实现了可应用于井下原油在线成分分析的光纤在线测量系统.给出井下流体的光谱测量的基本原理以及建立还原模型的基本算法.传统的全谱测量方式很难满足井下应用要求,为此提出了波长选择算法以简化传统光谱测量系统设计.该波长选择算法以全光谱数据为基础进行波长筛选,最终选取了¨个特征光谱来代替传统的全谱扫描.以测得的吸收谱线为基础进行模型精度实验,实验表明利用离散光谱点建立还原模型和利用全光谱建立的模型具有很好的一致性.采用离散光谱法简化了系统结构,并可应用于井下在线分析.该系统可同时对井下油、气、水进行检测,也能对原油和油基钻井泥浆混合物进行在线测量,测量误差仅为2%.

用基于两个相同直角棱镜构成的气室，以不同的灵敏度分时测量气室的输出光强度，来测定大气消光系数，再根据科施米德（Koschmieder）定律计算大气能见度。测试结果表明，用基于直角棱镜的气室测量的数值与直接透射法所测的数值具有很好的相关性，相关系数为0．98；直角棱镜底面的轻度污脏对测量的影响可不考虑，该方法抵抗环境污染影响的能力较强，提高了长期可靠性。气室输出光束被聚焦后，用光纤束接收并传输到光电探测器，有效抑制了旁轴光束的干扰，光纤分布的不均匀性产生的附加误差小于2．0％。将暴露大气中的光学元件加热，控制了结露现象产生的影响。

数字化相位生成载波(PGC)方法是实现光纤干涉仪大动态范围、高精度信号检测的主要手段.为了实现一个实用系统,必须对该方法的各种参数进行深入研究.以非平衡干涉仪为基础,推导了数据采集单元和相位生成载波方法相关参数及待测信号参数之间的关系,提出了抗混叠滤波器的设计方法,给出了实验结果,实现了高精度相位生成载波数字解调系统的设计.

提出了一种可用于绝对距离测量的光纤扫描干涉仪。基于数字信号处理技术，设计了一种算法，从而有效地提高了相位的分辨率、滤除噪声和干扰并克服了扫描过程中波长的随机晃动，可达到距离测量所要求的０．０５μｍ的精度和０．０１μｍ的分辨率。

介绍了一种瓣的可用于绝对距离测量的波长扫描光纤干涉仪，建立了测量系统及波长扫描的模型，分析了波长扫描的随机漂移对测量的影响，提出了对光源扫描性能的要求，实验结果表明，测量系统的精度可达到０．０５μｍ。

提出了一种新型的双波长光纤高温计的传感结构和最佳的系统设计方案，分析了非接触式光纤高温计实际使用时可能产生的测温误差。针对各种误差来源，采用一些克服办法，获得了良好效果，在测试范围６００－１３６０℃内，精度达到０．５℃，灵敏度超过０．１℃。