导师饶云江教授于2000年发明了用高频CO2激光脉冲在光纤单侧加热写入长周期光纤光栅的方法。数年来,课题组对其制作方法、成栅机理、基本特性以及实际应用等诸多方面进行了系统深入的研究,正逐渐形成一个完整的研究体系,其研究成果得到国内外同行的广泛认可。本文就是以这种长周期光纤光栅写入方法为基础,设计制作了几种折射率沿光纤径向呈非对称分布的长周期光纤光栅,并对其部分特性进行了实验研究,取得了一些创新性研究成果。主要工作和成果如下:1、在实验室对于用高频CO2激光脉冲在光纤单侧写入长周期光纤光栅已有研究成果的基础上,对其成栅机理、光谱特性和实际应用进行了拓展性研究:(1)实验研究证明了光纤中残余应力释放是光栅形成的主要因素之一;(2)以这种长周期光栅的弯曲特性为基础,设计并实验制作了一种动态轴向应变传感器;(3)研究发现这种长周期光栅具有良好的高温应变特性,可用于制作高温和应变同时测量的光纤光栅传感器;(4)研究了这种光纤光栅在扭曲状态下的横向负载特性,发现扭曲使光纤光栅在降低负载方向相关性的同时提高了负载灵敏度,并用光强度解调的方法实验实现了对横向负载的传感。2、首次设计了一种用高频CO2激光脉冲在扭曲光纤上写入的长周期光纤光栅,并对其制作和特性进行了实验研究:(1)在制作过程中发现,由于扭曲光纤中线性双折射和圆双折射的相互作用,使得在不同扭曲率的光纤上写入的长周期光纤光栅有着不同的光谱结构;(2)实验研究了这种长周期光纤光栅的横向负载特性、20℃——100℃温度特性、0με——1000με轴向应变特性,以及-360°——360°扭曲特性,发现这种光纤光栅独特的光谱特性,并提出将这些特性用于制作各种新型光纤光栅传感器。3、首次设计了一种用高频CO2激光脉冲在光纤包层边缘写入的长周期光纤光栅,并对其制作和特性进行了实验研究:(1)通过适当控制激光脉冲在光纤上的曝光位置,实际制作出不同边缘写入深度的长周期光纤光栅;(2)实验研究了包层边缘写入长周期光纤光栅20℃——100℃温度特性、0με——1000με轴向应变特性,以及折射率特性,发现这种光纤光栅不但具有较高的温度和应变灵敏度,而且由于光栅中与纤芯基模发生耦合的包层模模式不同于普通单侧写入的长周期光纤光栅,因而具有极高的折射率灵敏度,可用来制作高灵敏度的折射率传感器。