呼吸系统疾病是日常生活中最常见的疾病之一,气管插管手术是治疗呼吸系统疾病的一个重要手段。在实施完气管插管手术后,通常仍需采用机械通气方式对患者进行治疗。在通气过程中,过大的气道阻力会对患者的呼吸系统造成不可逆的损伤,引发二次伤害,因此气道阻力的监测至关重要。对处于高电场和高磁场治疗的患者来说,很可能由于几分钟的呼吸衰竭就会出现危及病人生命的情况。因此,呼吸气流的监测也非常重要。针对医学领域中气道阻力和呼吸气流的监测问题,本文在研究气压特性、气流特性和光纤传感原理的基础上,提出了基于法布里-珀罗（Fabry-Perot简称为F-P）干涉的薄膜式光纤气压传感器和气流传感器。本课题主要完成了以下研究工作:1.阅读了大量国内外有关光纤气压传感器和光纤气流传感器的参考文献,简要分析了优缺点。决定采用套管方式制作本文的薄膜式光纤F-P传感器,并详细介绍了传感探头的气压传感原理和气流传感原理。2.使用COMSOL软件设计薄膜式光纤F-P气压传感器的结构。首先选取制备气压传感器敏感膜片的材料和厚度。仿真了不同材料、不同厚度的敏感膜片在1000Pa压力作用下的形变量,结合膜片形变理论,选取膜厚10μm,有效半径0.65mm的铝薄膜制备本文的光纤气压传感器。并使用固体力学接口和波动光学模块进行有限元模拟,得到铝薄膜光纤F-P气压传感器的压力灵敏度为-3.10335nm/kPa。3.根据仿真参数制作铝薄膜光纤F-P气压传感器,搭建气压测试平台进行实验研究。采用切割平整的单模光纤、毛细玻璃管、不锈钢套管、3D打印的尼龙衬底和铝薄膜制作了腔长约为225.7084μm的气压传感器进行实验研究。实验结果表明,在0-1000Pa的气压测量范围内,传感器的压力灵敏度高达-3.10nm/kPa,与仿真结果一致。以1000Pa的测量气压为例,对传感器实施了多次重复性实验,反射光谱所有波峰与波谷波长值的最大标准差为0.03838nm,证明传感器具有良好的重复性。4.设计并制作铝薄膜光纤F-P气流传感器,搭建气流测试平台进行实验验证。使用COMSOL的流-固耦合接口和波动光学模块分别仿真气流传感器的流体动力学模型和光学模型。仿真结果显示,敏感膜片中心点的压力、形变量和反射光谱的偏移量均与入口流速的二次方成正比,得到传感器的气流灵敏度系数为0.797455。制作了腔长约为280.8754μm的铝薄膜光纤F-P气流传感器进行实验研究。实验结果表明,在0-1.7m/s的气流测量范围内,传感器干涉光谱的偏移量与气体流速的二次方成正比,气流灵敏度系数为1.07188,略高于仿真结果。本文提出的薄膜式光纤F-P气压传感器和气流传感器具有成本低、制作简单、灵敏度高等优点,为气道阻力和呼吸气流的监测提供了一种新型的实施方案,具有重要的研究意义和临床价值。