传统单模光纤传感器因具有成本低廉、结构简单、易于制备的特点成为光纤传感器中的主力。然而随着应用领域的扩展，基于传统光纤的光纤传感器开始面临诸多挑战，如：灵敏度低、不能构建纤内微流通道等，已经限制了光纤传感器在新领域中的应用。因此，研究人员将目光投向结构灵活、性能优异的特种光纤。依靠特种光纤实现具有独特功能或性能更加优异的光纤传感器已经成为研究热点。本论文设计了一种偏心孔助双芯光纤，并基于该光纤实现了多种功能集成式光纤传感器，对促进光纤传感技术的发展具有重要意义。
　　本论文的主要工作包括：
　　设计了一种同时具备多芯、少模、空气孔的偏心孔助双芯光纤，利用耦合模理论对该光纤纤芯间的耦合特性和纤芯的模式特性进行了深入研究，以此确定偏心孔助双芯光纤的结构参数，并对光纤样品进行了表征。该光纤两纤芯间可发生强烈共振耦合，并可在1310nm波段同时支持单模和双模传输，其大空气孔结构有利于纤内微流通道的构建。
　　基于偏心孔助双芯光纤实现了纤内定向耦合器，并利用偏心孔助双芯光纤定向耦合器实现了矢量弯曲传感器。光纤折射率受到弯曲调制，引起两纤芯间耦合系数和相位匹配波长改变，进而导致透射光谱漂移。在0o和180o弯曲方向，该弯曲传感器的灵敏度分别为-15.95nm/m-1和14.87nm/m-1，且该弯曲传感器对外界折射率变化不敏感。
　　利用高频CO2激光器在偏心孔助双芯光纤定向耦合器上制备微孔构建微流通道，实现了基于偏心孔助双芯光纤定向耦合器的微流光纤折射率传感器。待测液体进入微流通道对悬挂纤芯中模式有效折射率进行调制，引起两纤芯间耦合系数和相位匹配波长变化，造成透射谱漂移。在1.335~1.385折射率范围内，该折射率传感器灵敏度可达到627.5nm/RIU。
　　将功能材料集成到孔助双芯光纤空气孔中，实现了偏心孔助双芯光纤共振耦合型温度传感器和湿度传感器。利用折射率匹配液的高热光系数和明胶的湿敏特性分别实现了温度和湿度对悬挂纤芯模式有效折射率的调制，引起两纤芯间耦合系数和相位匹配波长变化，造成透射谱漂移，实现对温度和湿度的传感测量。所制备的温度传感器具有比其它液体填充的共振型温度传感器更大的测量范围，可在10℃~100℃内进行温度测量，温度灵敏度为-562.4pm/℃。所制备的湿度传感器在70%~90%相对湿度范围内平均湿度灵敏度为-7.005nm/%RH，最大湿度灵敏度为-18.94nm/%RH。
　　利用错位熔接技术实现了基于偏心孔助双芯光纤的Mach-Zehnder干涉仪折射率传感器。依靠微流通道，待测液体对悬挂纤芯中光束相位进行调制，使干涉光谱发生漂移。由于悬挂纤芯支持多个模式，该传感器在不同波段由不同模式发生Mach-Zehnder干涉。将两段干涉光谱之间的干涉间断区作为参照标志可对干涉峰的次序进行识别，可以辅助解决干涉型光纤传感器解调过程中无法对目标干涉峰进行追踪的难题。