微光纤是指直径几微米乃至百纳米级别的光纤,是一种典型的微纳光学波导,一般通过加热熔融拉伸标准商用光纤的方法制得。微光纤具有很多优异特性,包括强倏逝场、高非线性、高弯曲韧性、高机械强度、低插入损耗等,尤其是以倏逝场形式在光纤外部传输的这部分光场,很容易与环境发生相互作用,因而我们可以利用微光纤强倏逝场特性,将微光纤应用于传感领域。微光纤结形谐振器是一种基于倏逝场耦合的近场光学耦合器件,这种器件具有很多优点,如低插入损耗、高精细度、易于制造以及与光纤系统良好兼容性。它可以应用于滤波器,电流传感器和磁场传感器等。金属材料可以将入射光波能量转化为表面自由电子集群振荡,表面等离激元(SPP)能够在介质表面发生光场增强作用,能够将光场束缚而不必受到散射限制。然而,对于SPP波导而言,其对光场的强束缚作用的同时也会带来光场的高传输损耗,这样不利于对损耗有要求的SPP波导的实际应用,而混合模式光波导则能解决此类问题。在本文中,我们结合微光纤结形谐振器和金属衬底,形成SPP混合模式的微光纤结形谐振器(HPMKR),利用聚二甲基硅氧烷(PDMS)将HPMKR封装起来,由于HPMKR本身的偏振特性以及PDMS的特性,我们可以利用该器件得到可实现压力传感、振动传感、柔性传感的多用途传感器。1.实验上我们通过氢氧焰扫火拉伸法制得微光纤,该方法制得微光纤具有均匀腰区且插入损耗较小。基于此微光纤,我们通过不剪断直接打结的方法,制得微光纤结形谐振器,该谐振器具有品质因子高、结构稳定、插入损耗小等特点。2.实验上我们制作完成了微型平面全光纤高品质因子值偏振控制的谐振器,即HPMKR.HPMKR由光滑金属膜及附着其上的微光纤结形谐振器(MKR)组成,在这个器件中存在着由金属表面的SPP模式和微光纤介电模式所激发的混合模式。该器件具有较好的偏振选择特性,其偏振选择消光比在1200nm到1600nm的红外波段大于15 dB,该器件同时也具有较好的微光纤谐振器特性,在1550nm波长处其Q值大于52000。我们利用PDMS将HPMKR封装起来,从而得到了较为稳定的传感器件。该器件压力传感灵敏度达到18.28pm/g(51.2pm/kPa),振动传感可以准确地探测几十赫兹到几千赫兹的振动信号。3.我们基于HPMKR制作了高灵敏度和可穿戴光学传感器。我们将HPMKR嵌入PDMS中,使得该器件具有PDMS-HPMKR-PDMS的三明治结构。我们借助微操作技术,制作了多功能传感器,具有高度敏感和可穿戴的特性。该光学传感器是一种多功能可穿戴设备,能够响应低至1‰的平面应变。该设备的压力传感具有0.83 kPa-1的高灵敏度,可以检测到低至30 Pa的压力,其响应上升沿时间小于20ms。当贴在人体皮肤上时,我们的传感器能够实时监测人体临床和生理信号,如手腕脉搏,呼吸和手指脉搏等。