基于光纤材料的光学元器件,越来越受到大家的关注。光纤波导作为光学和光通信领域的一员,有着诸多优势,比如对光信号有着极强的束缚作用,尺寸小,质量轻等,给光纤波导的广泛应用提供了条件。根据制备时的预制棒的不同,光纤有很多种类,有着不一样的作用。近些年来,人们通过在光纤上进行修饰,或者结合激光制备方法在其中刻写结构,在传感和光学集成等领域,大大扩展了光纤的应用背景。在本文中,我们尝试着在特殊光纤中刻写光栅结构,并对其传感特性进行探索研究。我们采用的是飞秒激光直写技术进行刻写,经过对实验参数的不断摸索,在熊猫型光纤的纤芯处成功刻写了光纤布拉格光栅(以后统称:光纤Bragg光栅)。另外,我们尝试着将光学菲涅尔波带片结构跟光纤波导材料结合起来,在大芯径的多模光纤的纤芯处进行制备,得到了光纤菲涅尔波带片。经过实验,初步观察到了结构稳定,聚焦效果明显的光纤元器件。总结发现,本文主要有两个方面的内容:一、应用飞秒激光直写技术,刻写熊猫型光纤Bragg光栅。该方法借鉴了飞秒激光刻写单模光纤Bragg光栅的制备过程,经过不断调整实验参数发现,当飞秒激光的工作波长为λ=nm800,重复频率为f=100Hz的情况下,将脉冲能量调整为50nJ,可以在熊猫型光纤上制备出光纤Bragg光栅,此条件下制备出的光栅反射谱最好。经过对其反射谱的观察,有双峰反射谱,利用特殊的双峰结构,可以在传感领域有所作为。文中,初步对其温度、轴向应力进行传感探测,并对其双峰的灵敏度进行研究。二、应用飞秒激光直写技术,在大芯径多模光纤内部刻写光纤菲涅尔波带片。首先,根据飞秒激光与光纤材料相互作用的机理,论证了在大芯径多模光纤中进行激光加工的实验可操作性。然后,根据菲涅尔波带片的特征公式,设计出合理的结构。然后,通过对实验加工参数的摸索发现,当飞秒激光的工作波长为λ=nm800,重复频率为f=2.5kHz的情况下,通过光路中再加一块倍频晶体,得到λ=nm400的加工激光,将脉冲能量调整为48nJ,可以在多模光纤中加工出光纤菲涅尔波带片。用光学显微镜对其加工出的结构进行观察,发现这种条件下的结构比较完美。然后,通过观测系统,对其聚焦特性进行研究,聚焦效果明显。说明了,通过飞秒激光直写技术在大芯径多模光纤中制备出了功能性光学器件,效果良好。