全光纤 Michelson 干涉仪(All-fiber Michelson interferometer,AFMI)作为近年来出现的干涉式光纤结构,随着材料科学以及镀膜技术等的不断发展,将其与各种新材料和新技术结合,构建新型光纤干涉仪,探索其新型光电特性,从而开发满足更高需求的各种新型光纤通信和传感器件,已成为目前几年光纤领域研究的热门之一。石墨烯是近年来出现的只有一个碳原子厚度的二维蜂窝晶格结构的纳米材料,由于其零带隙结构和单层石墨烯厚度为0.335nm,使其具有独特的光学、热学、电学和力学等特性。将石墨烯与已有的光纤结构相结合,构建新型石墨烯膜光纤器件并对其特性进行研究,为探索新型通信和传感器件提供了新的途径。本论文以石墨烯覆膜的全光纤Michelson干涉仪为研究对象,基于石墨烯材料的光学和热学特性,通过理论模拟和实验研究相结合的方法,研究了石墨烯膜全光纤Michelson干涉仪的热、光特性。论文主要工作包括:1、综述了全光纤Michelson干涉仪结构发展、石墨烯的光学特性研究以及基于石墨烯膜全光纤器件的研究现状。2、自行提出的干涉仪结构模场理论研究。主要包括:石墨烯光热特性理论分析,干涉仪的单模-小芯径-单模光纤(STS)结构、去部分包层STS结构和石墨烯膜去部分包层STS结构的模场理论模拟等,模拟结果显示去部分包层和涂覆石墨烯膜都会激发出更多的高阶包层模式与外界进行能量交换。3、不同石墨烯膜厚度全光纤Michelson干涉仪光功率调制特性实验研究。分别对涂覆20nm、800nm、2μm石墨烯膜厚的全光纤Michelson干涉仪进行了实验研究,结果显示当石墨烯覆膜厚度为800nm时,干涉仪的光功率调制灵敏度为-22.37pm/mw,高于其他石墨烯覆膜厚度时的干涉仪灵敏度。4、石墨烯膜全光纤Michelson干涉仪的温度特性实验研究。对全光纤Michelson干涉仪、去部分包层和石墨烯膜去部分包层全光纤Michelson干涉仪进行了实验研究,实验结果表明:干涉仪的波长随温度升高向长波方向线性漂移,石墨烯膜去部分包层全光纤Michelson干涉仪的漂移量最大,为29.37nm,由此可见石墨烯膜对干涉仪的温度特性具有增敏作用。5、不同温度条件下石墨烯膜全光纤Michelson干涉仪光功率调制特性实验研究。通过对石墨烯膜全光纤Michelson干涉仪在20℃、35℃、50℃以及100℃下进行光功率调制特性研究,分别得到干涉波长随光纤内功率变化的灵敏度为:-22.37pm/mw、-15.39pm/mw、-9.54pm/mw和-7.78pm/mw。实验结果显示:温度越低,石墨烯电导率越高,其覆膜的全光纤Michelson干涉仪的光功率调制特性灵敏度越高。