随着“光纤之父”高锟博士于2009年被瑞典皇家科学院授予诺贝尔物理学奖,光纤在20世纪对人类社会的作用已经勿庸置疑。在光纤诞生的半个世纪里,由于其具有频带宽、损耗低、重量轻、抗干扰能力强、成本低廉等特点,已经对人们的生活产生了举足轻重的影响。随着科学家们对光纤研究的深入,越来越多的新型光纤被发明。这其中,浙江大学童利民教授于2003年提出的亚波长直径光纤(也称微纳光纤),由于其具有低至原子量级的表面粗糙度、极其均匀的直径、极低的传输损耗、强光场约束、大比例倏逝波传输和大波导色散等特性,引起了越来越多的研究者的兴趣。LB膜技术自20世纪初被提出以来,由于其具有膜厚超薄且精确可控、可实现分子水平上的组装、制膜条件低等特点,引起了研究者的极大兴趣,LB膜功能体系所显示的分子水平上的组装已经成为了科学研究的热点。近年来,研究者开始将光纤技术与LB膜技术结合,实现了在光纤端面进行LB膜沉积,用于气体传感研究。我们的论文主要是对LB膜技术与微纳光纤技术的结合进行探索。本论文以微纳光纤技术和LB膜技术的研究背景开始,逐步介绍了现有的微纳光纤技术以及微纳光纤的制作方法,利用几何光学定性分析了基于LB膜的微光纤气体传感原理,然后利用电场传输理论对气体传感原理进行了定量计算,进行了基于微光纤基底的LB镀膜工艺研究,利用获得的镀膜微光纤,进行了气体传感实验研究。论文的主要工作一是微纳光纤的制备研究。论文中,我们通过酒精灯加热拉制熔融状态下的普通单模光纤,制作出的微纳光纤长度可达10cm左右,直径为3~5μm.直径均匀度约为10-5。由于镀膜实验的特殊性,所获得的微纳光纤直径要求必须在3~5μm范围之内,而且要求尾部留有20厘米左右的尾纤,以备镀膜实验和后续传感实验使用,这对拉制工艺提出了很高的要求。论文的主要工作二是对基于碳纳米管LB膜的微光纤气体传感原理的建立。我们首先利用电场传输理论分析了基于倏逝波传输的镀膜微光纤在置于待测气体环境时,倏逝波分量的改变量,并通过理论计算得出了损耗能量的计算公式,建立了镀膜微光纤利用光强衰减进行气体传感的理论。论文的主要工作三是镀膜工艺的研究。论文中,我们利用KSV5000膜分析系统,进行了基于微光纤的碳纳米管镀膜实验,利用花生酸与氯化镉形成的花生酸镉缓冲层,提高了碳纳米管的转移比,获得了镀膜情况良好的镀膜微光纤。然后我们对所获得的镀膜微光纤进行了检验,主要是通过扫描电子显微镜直接观测,证明了镀膜效果良好。论文的主要工作四是将所获得镀膜微光纤进行了气体传感实验。论文中,我们利用可调激光器作为光源,通过镀膜微光纤,然后用光谱仪实时监测输出光谱。从所获得相对传输光强衰减曲线可以得出,在不同ppm浓度的待测气体(丙酮、二甲苯)中,相对传输光强衰减最高可达约10dB,证明了所获得镀膜微光纤可应用于气体传感实验。