光子晶体光纤由于其灵活的结构设计和良好的传输特性,已经成为一种十分成熟的光信号传输媒介。近年来,光子晶体光纤与表面等离子体共振技术结合的光子晶体光纤表面等离子体共振生物传感技术引起了众多研究者的兴趣,该技术在线性检测范围以及灵敏度方面均具备优势,尤其对生物介质界面处介质微小变化的检测在环境和工业监测、医疗卫生等方面得到了应用性的推广。作为一种新兴的传感技术,在传感特性和应用领域等方面有着巨大的研究意义。本文基于易于实现、可复用性强和高灵敏度的原则,重点研究了外层镀膜型光子晶体光纤表面等离子体共振传感器的特性,并在结构设计和传感性能等方面取得了一定的进展。本文首先理论分析了表面等离子体共振产生的原理,对光子晶体光纤与表面等离子体共振传感技的检测机理进行了研究,并讨论了光子晶体光纤表面等离子体共振传感器的数值计算方法。其次,提出一种三芯外层镀膜光子晶体光纤传感器,利用纤芯数目的增加从而进一步有效的延续了相位匹配的范围,增大传感器检测范围。由于多芯光子晶体光纤的模式相对较为复杂,因此对三芯光子晶体光纤的模式耦合方程进行理论研究,重点分析其模式耦合情况。通过有限元方法数值分析了传感器特性,并讨论了传感器结构参数对传感特性的影响。该传感器相比与同类型传感器具有检测范围大、灵敏度高等优点,同时具有易于实现、可复用性强、韧性好等特点。再次,提出一种以D型光子晶体光纤为基底的复合膜增强型传感器结构。D型传感平面更有利于被测介质的吸附,可增强光场与被测介质的相互作用。结构上也更加灵活,通过参数调整实现了检测波长以及检测范围的调制。并采用金属银膜和石墨烯膜构成复合膜结构,有效的增强了传感器的灵敏度,同时没有破坏传感器损耗谱曲线质量。研究了D型光子晶体光纤金属纳米线激发局域表面等离子体共振传感器特性,进一步提高了传感器的灵敏度。传感器在灵敏度,检测范围,半峰全宽等传感特性方面均具有优势。