作为一种新型的传感器件，光纤传感器以光作为传输介质，有着抗电磁干扰、耐腐蚀、小体积、高集成度、高灵敏度等其他传感器无法比拟的优点。其中，微纳光纤可借助其强烈的倏逝场实现对外界环境的高灵敏度响应，微纳光纤传感器在尺寸、灵敏度、分辨力、响应时间等方面，有着高于普通光纤传感器的优势，近年来受到国内外学者的广泛关注，已发展成为先进光纤传感技术的主要分支和前沿方向之一。
　　本文基于二氧化硅微纳光纤的力学、热学和光学基本特性，设计了二氧化硅微纳光纤谐振环传感探头，并研究了其温度和应变传感特性。针对二氧化硅微纳光纤谐振环本身的尺寸极小，不易于保存的缺陷，本课题以实现独立、实用的传感探头和提高传感性能为主要目标。采用PDMS（缩略语见附录，以下类同）对传感探头进行封装，利用PDMS本身材质优良的环境适应性来改善传感探头的实用性和使用寿命;同时，PDMS具有较高的热光系数和热膨胀系数，较小的杨氏模量和较大的泊松比，有效提高了传感探头温度传感和应变传感的灵敏度，具有极大的潜在实用价值。
　　本文主要研究内容包括:
　　(1)Comsol仿真分析二氧化硅微纳光纤倏逝场增强原理，分析二氧化硅微纳光纤谐振环的光学特性及其传感应用的可行性;比较了二氧化硅微纳米光纤和微纳光纤谐振环几种制备方法的优缺点，提出将二氧化硅微纳米光纤谐振环应用于温度和应变测量的研究设想。
　　(2)分析几种典型二氧化硅微纳光纤谐振环的优缺点，确定适用于温度和应变传感探头的结型微纳光纤谐振环形式;基于倏逝波耦合的优点，推导结型微纳光纤谐振环传输系数，Matlab仿真分析其输出光谱及不同结构参数对输出光谱性能指标的影响。
　　(3)选择合适的封装材料PDMS来增加微环传感探头的灵敏度和稳定性，设计封装结构，基于PDMS封装材料下探究结型微纳光纤谐振环的传感机理;理论推导基于PDMS封装的结型微纳光纤谐振环的温度传感和应变传感关系式。
　　(4)基于火焰拉伸法和机械拉伸法制备了质量相对均匀、直径在微米量级的微纳光纤，提出了制备结型微纳光纤谐振环的新方法，并得到了低光学损耗的谐振环;进行PDMS配备，并制备独立传感探头。
　　(5)搭建基于PDMS封装的结型微纳光纤谐振环温度和横向载荷传感系统，基于实验室条件，开展相关实验，温度实验测量中，在温度范围30℃-40℃范围内，微纳光纤直径为8.52μm，微环直径为4.38mm，封装后的传感探头大小长7.6cm，宽2.6cm，厚度为2mm，其温度传感灵敏度为1.79nm/℃，分辨力为0.011℃，并探究了不同微纳光纤直径和不同环长情况下的温度传感特性。然后又进行了横向载荷传感特性的研究，10N-51N范围内，微纳光纤直径为7.2μm，微环直径为4mm，其横向载荷灵敏度为91pm/N，转换为应变灵敏度为0.039pm/με，并分析研究了不同微纳光纤直径和不同环长情况下的横向载荷传感特性。