氢气作为新能源的主要代表之一,在各领域受到人们越来越多的关注。然而由于氢气在浓度高于4%时有爆炸风险,因此在氢气应用环境下对于低浓度氢气的灵敏检测就显得十分重要。近年来,为了开发快速响应、高灵敏度、小尺寸、低成本的新一代氢气传感器,研究人员进行了不断的探索。本文提出了一种基于微毛细管的光纤倏逝波传感器,通过在微毛细管表面进行钯膜的沉积实现了该传感结构对氢气的快速灵敏响应。基于微毛细管的光纤倏逝波传感结构,利用光在壁管内的全反射效应实现倏逝场的激发,通过监测倏逝场与管壁表面钯膜相互作用产生的光信号变化,从而反映出外部环境的氢气浓度变化。我们利用该传感器进行了1%、2%以及4%体积浓度的氢气检测,实验结果显示,该传感器对外部氢气的变化有灵敏响应。此外,我们对基于微毛细管的倏逝波传感器的钯膜进行了纳米图案化处理,以自组装聚苯乙烯微球阵列为模板,在微毛细管传感区表面制备了钯纳米颗粒。相比于钯膜,纳米钯颗粒具有比表面积高、表面活性位点多,具有高表面反应活性的晶体小面效应等优点,可以有效提高反应的吸收和解吸速率。我们将覆盖钯膜的倏逝波传感器在不同氢气浓度下的光谱响应进行了对比及分析。实验结果显示,对于同样的氢气浓度,基于钯纳米颗粒的倏逝波传感器的波长响应明显小于具有完整钯膜的传感器,意味着该响应中剔除了部分钯膜膨胀导致的应力响应。因此,利用基于钯膜颗粒的倏逝波传感器的响应进行钯膜复介电常数的计算,可以有效降低评估误差。此后我们将上述基于微毛细管的光纤倏逝波传感结构进行了改进,得到了一种新型马赫-泽德干涉仪,并将其用于氢气传感和空气折射率的测量。实验结果显示,在考虑了传感器灵敏度和所用探测器性能水平的情况下,该马赫-泽德干涉仪可以提供高达7.57×10^-7RIU的折射率分辨率。本文设计并制备了一种基于毛细管的光纤倏逝波传感器,成功地将其用于氢气浓度检测、钯材料复介电常数测量以及气体折射率检测。该传感器具有高灵敏度、快速响应、低成本等优点,在气体传感领域具有良好的应用潜力。