传感器技术是现代信息技术和发展高新技术的重要支柱,具有广泛的应用。其中,气敏传感技术可以在硫化氢、一氧化碳、二氧化碳、氨气、二氧化硫以及氮氧化合物等多种有毒有害气体检测方面发挥重要作用。随着社会的发展,制造出能准确检测到大气中有毒有害、易燃易爆气体、性能优异的气体传感器十分必要。近年来,关于光子晶体光纤传感器的研究尤为广泛,光子晶体光纤也称为微结构光纤和多孔光纤,由于它独特的结构特点和新颖的光学特性,使得它在光通信、光器件和光传感等各大领域中获得了极为广泛的应用,特别是在光纤传感领域应用最为突出。石墨烯(Graphene)是一种类似蜂巢状的结构,而这种结构是由六个碳原子组成的六元环,它一层的厚度约为0.334nm。本文在实验中将光子晶体光纤与新兴石墨烯材料结合,制备了基于石墨烯涂层光子晶体光纤气体传感器。本文主要研究工作如下:(1)使用古河S178A光纤熔接机,研究了光子晶体光纤与普通单模光纤的熔接参数和熔接损耗,并实现了单模光纤与光子晶体光纤的熔接,熔接损耗低至0.03dB,成功制备了锥形光纤的微结构。(2)基于还原氧化石墨烯与所制备的光纤,制成石墨烯涂层的光子晶体光纤作为传感器敏感元件,涂层厚度为80nm,主要包括高温煅烧还原氧化石墨烯,光纤的固定,石墨烯涂层的成膜方法。(3)自行简易设计了基于石墨烯涂层光子晶体光纤气敏元件的测试气室,并结合光学平台、计算机、ASE宽带光源和AQ6370D光谱分析仪等设备成功搭建了气敏测试平台。(4)制备了不同浓度的硫化氢气体,将所制备的不同浓度硫化氢气体通入设计的气室中,进行敏感性能的测试,根据测试数据分析了石墨烯纳米涂层光子晶体光纤的气体敏感性能,测试结果显示其灵敏度为31.43pm/ppm。(5)采用石墨烯和Cu纳米粒子混合煅烧的方法,成功在石墨烯涂层光子晶体光纤基础之上沉积Cu纳米颗粒,与未沉积的石墨烯涂层进行对比,观察其光谱特性和气敏性能,灵敏度为42.03pm/ppm。(6)结合光纤传感原理与气敏薄膜结构,通过对已测试数据分析和结合相关理论知识,分析光谱变化过程和传感机理。