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光纤传感器技术是伴随光纤通信技术的发展而迅速发展起来的，发展至今，已有上百种光纤传感器，并被广泛用于军事、国防、航天航空、工矿企业、能源环保、工业控制、医药卫生、计量测试、建筑、家用电器等领域。纤芯失配型全光纤Mach-Zehnder干涉式传感器是近年来出现的一种新型光纤传感器结构，该类传感器以其灵敏度高、结构简单、易于实现等特点一经提出便成为了全光纤传感器的研究热点，该类传感器结构设计灵活，不同的传感器结构具有不同的传感特性。 本论文以基于MTM结构的全光纤Mach-Zehnder干涉式传感器为研究对象，分别从理论和实验方面，对其传感特性进行了较深入的研究。主要内容包括： 1．综述了光纤传感技术的研究概况。综述了温度、应力、级联光纤布拉格光栅结构光纤温度及水压光纤Mach-Zehnder干涉式传感器研究现状。 2．基于MTM结构的全光纤Mach-Zehnder干涉仪传感原理的理论研究。 3．理论分析了MTM光纤结构温度传感原理。实验研究了MTM及MTM级联FBG光纤结构在周围温度变化时的传感特性。实验结果表明，干涉波长越长，其对温度的灵敏度越高，本实验中最高波长温度灵敏度可达62.51pm/℃。级联光栅实验，观察到了明显的光栅反射谱调制Mach-Zehnder干涉仪干涉谱现象。 4．理论分析了基于MTM结构的Mach-Zehnder干涉仪的折射率传感原理。对基于MTM光纤结构Mach-Zehnder干涉式传感器的传感特性进行了实验研究，实验结果表明，在折射率为1.334-1.402范围内，随折射率的增大干涉波长向短波漂移，在折射率为1.402-1.42范围内，干涉波长随折射的增大而向长波漂移。 5．理论分析了基于MTM光纤结构的Mach-Zehnder干涉式传感器的应力传感原理。对基于MTM光纤结构Mach-Zehnder干涉式传感器的应力传感特性进行了实验研究，实验结果显示，随着应力的增大，干涉波中心波长向短波方向漂移，不同干涉波长的应力灵敏度不同，最高灵敏度可达-16.13pm/??，同时实验研究了干涉谱可见度与应力关系，实验结果显示，不同干涉波长都存在一个最佳耦合点，并于波长有对应关系，较长的干涉波长较早到达最佳耦合点。 6．理论分析了MTM光纤结构Mach-Zehnder干涉仪的侧向压力传感原理。 对MTM光纤结构的Mach-Zehnder干涉式传感器的侧向水压特性进行了实验研究。实验结果显示，随着水压的增大，干涉波长向短波漂移，当水压增大到一定值后，传感器干涉波长将不再漂移。