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本论文主要研究在一根单模光纤上不同模式之间形成干涉的Mach-Zehnder（M-Z）干涉型光纤传感器，具体内容如下：1.简单介绍了光纤传感器的发展概况、基本原理、分类、以及优点和应用，然后阐述了在一根单模光纤上不同模式之间形成干涉的M-Z干涉仪的传感器工作原理、优点和研究动向，为设计研究新型光纤传感器提供思路和理论依据。2.提出了一种基于节-锥-节光纤结构的M-Z干涉型折射率传感器，该光纤结构由两个错位熔接节以及它们之间夹一个锥形光纤组成。错位熔接节是利用光纤熔接机制作形成，而锥形光纤是通过高温火焰加热再拉伸光纤制作形成，它的锥腰半径可以小到几个微米。当传感器的周围环境折射率改变时，引起干涉光谱中的干涉波峰和波谷发生漂移。利用波长解调，监测干涉波谷对应波长的变化，可以实现对周围环境折射率参量进行检测。实验结果表明，在折射率1.333~1.344和1.345~1.352范围内的灵敏度分别可高达5339nm/RIU和10377nm/RIU。3.提出了利用氢氟酸对两个错位熔接节组成的光纤M-Z干涉仪进行腐蚀，来提高该干涉仪的折射率传感灵敏度的方法，其灵敏度高达2118.26nm/RIU。4.提出了一种新型光纤位移传感器，它是由两个错位熔接节在单模光纤上构成的光纤M-Z干涉仪。在做位移传感时，将该M-Z干涉仪弯曲并且它的弯曲半径约为17mm，再利用外界位移使它的弯曲半径改变，引起干涉光谱发生变化，通过波长解调，实现对外界位移的检测。实验结果表明，该光纤位移传感器的灵敏度高达0.835nm/μm，并且具有非常好的线性响应度。另外，我们还展示了该光纤位移传感器的两种实现方式。这种光纤位移传感器具有制作方法简单、操作方便、成本低廉、灵敏高等优点。5.设计并研究了一种双S形弯曲光纤构成的M-Z干涉仪位移传感器和拉力传感器。在单模光纤上利用光纤熔接机方便地制作成两个S形弯曲光纤。当被测位移或拉力作用于该M-Z干涉仪时，使得它被拉伸，引起干涉光谱发生变化。利用波长解调实现对被测位移或拉力进行传感测量。实验结果表明，它的位移传感和拉力传感的灵敏度分别可高达1.533nm/μm和177.1nm/N。