【摘 要】
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随着光纤传感技术研究,光纤传感器在许多领域展开了应用。反应液体光学特性的关键参数之一是折射率,对检测与控制溶液浓度具有重要作用。光纤折射率（RI）传感器在生物、食品和化学工业中具有广泛的应用前景。基于光纤内马赫曾德尔干涉仪（MZI）的RI传感器已得到广泛研究,但加工MZI的方法通常需要复杂的制造工艺或相对昂贵。近年来,基于芯径不匹配的MZI由于易于制造和结构坚固而受到更多关注,如夹在两根薄芯光纤（
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随着光纤传感技术研究,光纤传感器在许多领域展开了应用。反应液体光学特性的关键参数之一是折射率,对检测与控制溶液浓度具有重要作用。光纤折射率（RI）传感器在生物、食品和化学工业中具有广泛的应用前景。基于光纤内马赫曾德尔干涉仪（MZI）的RI传感器已得到广泛研究,但加工MZI的方法通常需要复杂的制造工艺或相对昂贵。近年来,基于芯径不匹配的MZI由于易于制造和结构坚固而受到更多关注,如夹在两根薄芯光纤（TCF）之间的单模光纤（SMF）组合、单模多模薄单模（SMTS）光纤结构用于RI测量。本论文在综述了光纤传感器的发展与应用及研究现状的基础上,主要利用三段式光纤结构进行折射率传感的研究,如单模-多模-单模光纤结构、单模-细芯单模-单模光纤结构,沉积金纳米颗粒的多模-多模-多模光纤结构进行折射率传感。具体内容如下:首先,在理论分析方面,推导了SMS光纤传感器折射率灵敏度的数学公式,并利用BPM软件对SMS结构内部的光场进行了仿真,模拟了不同直径多模光纤对灵敏度的影响。在实验验证方面,利用单模光纤和多模光纤制作单模-多模-单模光纤结构,利用氢氟酸溶液腐蚀多模光纤的包层。探究了多模光纤直径和长度对单模-多模-多模光纤（SMS）液体折射率传感器灵敏度的影响。其次,在理论分析方面,推导了异芯光纤结构传感器折射率灵敏度的数学公式,并利用BPM软件对异芯光纤结构内部的光场进行了仿真,模拟了不同直径细芯单模光纤对灵敏度的影响。在实验验证方面,利用细心单模光纤（TCSMF）和单模光纤制作了单模-细心单模-单模光纤（STCS）结构,利用氢氟酸溶液腐蚀TCSMF的包层,探究了TCSMF直径和长度对异芯光纤结构液体折射率传感器灵敏度的影响。最后,利用105μm多模光纤和62.5μm多模光纤制作了62.5μm多模光纤-105μm多模光纤-62.5μm多模光纤（MMM）结构,利用氢氟酸溶液腐蚀105μm多模光纤光纤的包层,采用逐层沉积法将制备金纳米颗粒沉积在105μm多模光纤表面,探究了金纳米颗粒层数、105μm多模光纤度、逐层沉积时间对MMM光纤液体折射率传感器灵敏度的影响。
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