中文摘要：

声波、振动对谐振腔的扰动会改变光纤激光器的输出波长，我们利用这一现象，通过优化谐振腔的结构，即探索各种非对称分布反馈谐振腔结构，如相移位置型非对称谐振腔、折射率调制深度型非对称谐振腔等，以增强波长变化量对声波、振动的响应。分布反馈谐振腔可以获得单色性极好的激光，因此，这种传感方式具有极高的分辨率，大的动态范围；以波长信号作为传感方式既克服了光回路损耗的变化带来的噪声，又使这种传感器非常容易组成阵列，非常适用于远程传输；采用光纤干涉仪解调波长变化可使它具有极高的灵敏度，通过适当的封装技术既可保护传感部分又可以进一步提高灵敏度。这种传感器的高灵敏度、大动态范围、易于组阵与光纤传感所具备的体积小、重量轻、抗电磁干扰等优势一道使这种传感技术在国民经济和国防领域有很好的应用前景，本研究在学术上也将大大促进光学有源传感领域的发展。

结论摘要：

研究了构成分布反馈光纤激光器谐振腔的相移光纤光栅反射、透射光谱与结构参数的关系，搭建了采用氩离子紫外激光器和基于抖动掩模板技术的相移光纤光栅制作系统，研制了DFB-LD电流调谐波长扫描测量相移光纤光栅的精细光谱的方法，波长分辨率可以达到23.5fm，研究结果发表在OPTICS EXPRESS 期刊。 研究了分布反馈光纤激光器（DFB-FL）阈值、输出功率、斜率效率、弛豫振荡、相对强度噪声、线宽等特性与结构参数、泵浦功率等的关系。采用传输矩阵建立了DFB-FL的理论模型，并进行了参数的优化设计，实验上采用Er3+掺杂光纤上制作了相移位置型和折射率调制深度型非对称相移光纤光栅，将非对称相移光纤光栅作为谐振腔构建了DFB-FL，测试了它们的出光功率、泵浦阈值、斜率效率、弛豫振荡、相对强度噪声等特性，并与对称型的DFB-FL输出特性做了对比。提出了采用自注入锁定消除相对强度噪声的方法，取得了很好的结果，相关研究成果发表在Laser Physics Lett、Optics & Laser Technology、Laser Physics等期刊上。 研究了DFB-FL激光输出功率与外界声波扰动的关系，发现DFB-FL激光输出功率对施加的声波激励有明显响应，建立了理论模型，对这种效应进行了理论解释，提出了强度调制型DFB-FL理论，研究结果发表在Laser Physics Lett期刊上。 进行了非对称DFB-FL传感器的解调及组阵研究。研制了采用相位外调制载波技术的非平衡迈克尔逊干涉仪，优化了干涉仪臂长差，对干涉仪进行隔振、隔声封装以降低环境干扰，实现了DFB-FL的相位声压灵敏度为4.77×10-2rad/Pa。提出了采用气体吸收峰解调DFB-FL激光输出波长变化的方案。进行了DFB-FL的组阵研究，采用C波段密集波分复用技术将我们制作的非对称DFB-FL传感器组成阵列，并研究了优化阵列的功率平坦性方案，抑制外部光反馈对阵元噪声影响的方法等，核心技术获得了专利授权。从理论和实验上研究了封装对DFB-FL传感器灵敏度及频率响应平坦度的提升效果，并对四种封装结构的灵敏度提升效果进行了对比，实验表明优化后的封装可以提升灵敏度40dB， 频率响应平坦度在10dB以内。