在过去的几十年间,光纤光学技术可谓是取得了突飞猛进的发展,作为分支之一的光纤传感器由于有着高灵敏度、质轻体小、不受电磁干扰等优点,在国防科技、环境保护、医疗检测等领域倍受关注。科技的发展离不开创新意识,只有不断地对新技术提出挑战才能实现技术的进步。在光纤传感领域,如何提高传感性能以及设计出新型的结构是一个经久不衰的话题,本论文在汲取前人研究经验的基础上,提出了以少模微纳光纤为传感结构的高性能干涉型光纤传感器,分别开展了基于少模微纳光纤模式干涉的高灵敏度且温度不敏感的磁场传感和少模微纳光纤在近色散临界点处超灵敏传感特性并将其应用在生物传感检测方面的研究。主要研究内容如下:（1）研究了基于少模微纳光纤模式干涉的温度不敏感高灵敏度磁场传感器。设计了一种新型的光纤传感头结构,将一段少模光纤（二模）熔接在两根单模光纤之间,然后进行拉锥处理,使之形成直径为十几个微米的微纳光纤。测试该少模微纳光纤的透射光谱,结果表明,所提出并设计的这种少模微纳光纤能有效滤除更高阶的模式,而使其中参与干涉的模式主要为HE₁₁与HE₁₂模。结合磁流体进一步研究了所提出的少模微纳光纤传感器的磁场响应与温度响应,得到了如下的实验结果:在0¹40 Oe的线性磁场强度范围内,该光纤磁场传感器灵敏度最大可达到98.2 pm/Oe,并且由于少模微纳光纤的热膨胀系数较低,实验中温度交叉敏感问题也可以得到解决。该磁场传感器显示出了透射光谱整洁、干净、插入损耗低等特点,并且结构紧凑且易于制作,其在实际的磁场测量应用中具有强大的潜能。（2）研究了少模微纳光纤在色散临界点处的超灵敏传感特性。为了更加具体的对所提出的传感器超灵敏特性开展实验研究,首先利用Comsol在理论上对所设计的传感结构进行了仿真计算,结果显示该传感器在色散临界点（DTP）附近对外界环境折射率的敏感程度可达到10000nm/RIU量级。DTP的位置与超细微纳光纤的直径和外界环境折射率有很大的关系。因此,将TTMF浸入热光系数dnFluid dt（28）-3.86?10^-4/C的液体中,以研究其温度特性。通过跟踪DTP附近两侧共振波长的偏移,结果显示其灵敏度高达49.4 nm/°C（其中左负灵敏度为-18.8 nm/°C,正灵敏度为+30.6 nm/°C）。这种新型微纳光纤结构具有简单的检测方案、快速反应时间和微饱和等特点,可以深入探索并加以应用至生物传感领域,将其发展成为免疫传感器,这在快速准确地测量临床环境中生物标志物浓度方面具有潜在的应用价值。（3）利用色散临界点处少模微纳光纤的超灵敏传感特性,对生物材料—人体免疫球蛋白IgG进行了检测。传统的测试人体免疫球蛋白IgG的方法总存在着检测时间长,处理步骤繁琐,成本昂贵等问题。本文利用抗体/抗原免疫结合测定的方法为无标记生物传感测试提供了一个有效且适宜的光学平台,即通过利用少模微纳光纤（TTMF）在色散临界点（DTP）处的灵敏度可以达到±∞,实现了对IgG低浓度的超灵敏检测。通过追踪共振波长的偏移,发现以TTMF为传感元件的装置能实现对10 fg/mL量级的人体免疫球蛋白的检测。由于所提出的检测生物材料IgG的装置简单,响应时间迅速且质量轻、体积小,DTP处微纳光纤生物传感器对IgG的痕量检测具有重要意义。