近年来,随机光栅吸引了越来越多科研人员的兴趣,其有着广阔的应用前景。本文研究了随机光栅及其在光纤激光器和传感器领域的应用,具体内容如下:1.实验研究了基于25mm长随机相移光纤Bragg光栅的环形腔随机光纤激光器。随机相移光栅利用光束扫描法制作在普通单模光纤上,通过沿光栅长度引入的20个随机取值的相移点实现了随机反馈和光局域化效应。在980nm泵浦的激励下,激光器的阈值功率仅为21.8mW,随泵浦功率不同可以实现单波长或双波长的激光发射。在130mW泵浦功率下,1549.96nm波长处的3dB带宽为0.44pm,光信噪比高达55dB。通过将随机光栅浸入水中,可以有效地抑制模式竞争,实现更稳定的单波长模式。2.实验研究了基于上述随机相移光纤Bragg光栅的半开腔随机光纤激光器。通过采用不同分光比的耦合器和不同的监测方向研究了多种情况下的激光输出特性。在980nm激光器的泵浦下实现了稳定的单波长激光发射,阈值功率为25mW。在350mW的泵浦功率下,获得了光信噪比高达67dB和3dB带宽17.7pm的单波长激光输出。通过将光栅浸入不同浓度的NaCl溶液中,我们发现激射波长随周围折射率线性变化,这为激射波长调谐和折射率检测提供了一种潜在的方法。3.提出基于LiNbO₃随机波导光栅的电压传感器及其电压检测方法。随机波导光栅作为该传感器的传感头,当有电压作用到随机波导光栅时,LiNbO₃晶体的电光效应会引起随机波导光栅有效折射率的改变。将随机波导光栅的反射谱与没有电压作用时的同一光栅的反射谱进行互相关运算,根据相关曲线峰值对应的波长偏移与外加电压呈线性关系,实现对电压的检测。仿真结果表明,使用随机波导光栅1550-1600nm波段的反射谱进行电压检测的灵敏度高达16.0pm/V。利用退火质子交换的方法一次性制备得到了LiNbO₃随机波导光栅,并对提出的电压传感器进行了实验研究。