游标效应可以同时放大光纤干涉仪的灵敏度和动态范围,是光纤传感领域的研究热点。本文将针对游标效应展开研究,主要内容如下:(1)介绍了游标效应的理论模型,从理论上分析了级联式游标效应和并联式游标效应的光谱特点,从数学上论证了游标效应对干涉仪灵敏度和动态范围的放大作用,为后面的研究提供理论依据。(2)提出了一种基于级联保偏光纤的Sagnac干涉仪。引入Jones矩阵分析此干涉仪的传输特性,从理论上论证了其产生游标效应的能力。此干涉仪的游标谱包含包络与精细谱,利用此干涉仪中的一段保偏光纤测量应变,两段保偏光纤测量温度,构造出包络与精细谱对应变和温度的灵敏度的差别,配合交叉矩阵实现了两个参数的同时测量。包络与精细谱的应变灵敏度分别为58.0 pm/με和5.9 pm/με,温度灵敏度分别为-1.05nm/℃和-1.36 nm/℃。(3)利用上面提出的干涉仪实现2μm可调谐激光器。首先尝试通过对单根保偏光纤施加应变来调谐,利用仿真说明此种方法调谐得到的波长范围为阶跃形,无法连续变化。提出在两段保偏光纤上同时施加应变,让此干涉仪能连续调谐。最后得到调谐范围超过40nm的2μm可调谐光纤激光器。(4)游标效应的传统解调方法是包络拟合法,对干涉仪光谱的规则性要求很高,若光谱中存在其他频率成分,则难以分辨出包络。针对这个缺点,提出了一种基于频谱分析的解调方法,并用实验验证了这种方法的解调能力。