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随着光纤通信技术的逐渐发展,光纤传感器越来越受到人们的重视。同时,由于其抗电磁干扰能力强、灵敏度高、成本低、体积小等特点,在诸多领域都得到了广泛应用。近年来,光纤传感器正朝着实时化、高精度、网络化的方向发展。同时,研究方向更侧重于通过新技术来提高传感器性能以及利用不同的传感元件设计出新型的传感结构。本文过对光纤光栅传感器和干涉型传感器进行研究的同时紧随其发展趋势,采用多种传感元件如光纤布拉格光栅、多模光纤等,设计并制作出可以实现双参量同时测量的新型传感结构使该结构。本文的主要内容包括:1.概括了光纤传感器的研究背景及意义,分类特点和发展趋势。在此基础上列举了几种常见的干涉型传感器,详细介绍了偏芯结构、锥形结构和纤芯失配结构传感器的发展现状。2.详细阐述了光纤布拉格光栅和干涉型传感器的传感原理。3.设计并制作出一种MZ干涉结构级联光纤布拉格光栅(FBG)的传感器,MZ干涉结构由两个球形结构组成。由于MZ干涉峰Dip1和光纤布拉格光栅透射峰FBGDip对温度、折射率和液位有不同的敏感特性,利用敏感矩阵可以实现双参量同时测量。另外,通过实验研究了不同结构参数对传感结构透射谱和灵敏度的影响。实验发现,Dip1对温度、折射率和液位变化都敏感,灵敏度分别为0.07245nm/℃,87.65nm/RIU,-0.029714nm/mm;FBGDip只对温度变化敏感,灵敏度为0.00989nm/℃。此传感结构温度、折射率和液位测量的分辨率为1.00℃、0.095%RIU和2.80mm。4.设计并制作出一种光纤布拉格光栅级联MZ干涉结构的传感器,MZ干涉结构由偏芯结构和球形结构组成。实验选取MZ干涉结构的干涉峰Dip1和光纤布拉格光栅的透射峰FBGDip进行测量。实验得出,干涉峰和透射峰对温度和折射率有不同的灵敏系数,可实现双参量同时测量。干涉峰Dip1的温度和折射率灵敏度分别为0.07175nm/℃,-91.76667nm/RIU。透射峰FBGDip只对温度变化敏感,灵敏度为0.00909nm/℃。该结构温度、折射率分辨率为0.99℃,0.097%RIU。5.设计并制作出一种拉锥结构级联球形结构的光纤传感器,拉锥结构和球形结构都使用多模光纤进行制作。实验选取干涉峰Dip1和Dip2进行温度和磁场强度的测量。实验得出Dip1只对温度变化敏感,是纤芯与纤芯模式干涉形成的,温度灵敏度为0.08292nm/℃;Dip2对温度和磁场强度变化都敏感,是纤芯与包层模式干涉形成的,灵敏度分别为0.05063nm/℃,-0.169nm/mT,-0.367dB/mT。可以利用敏感矩阵实现双参量同时测量。所得干涉结构温度和磁场强度分辨率为0.197℃和0.072mT。