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光纤传感器由于其质量轻、体积小、抗电磁干扰、可在高温高压等恶劣环境下使用等特点,已经成为国内外研究发展的热点,被广泛地应用于工业控制过程、各种环境监测等领域。研究双参数光纤传感器不仅可以实现传感器的集成化、降低系统成本,更是解决光纤传感器多参量交叉敏感问题的有效方法之一。本论文设计制作了两种不同类型的双参数光纤传感器,并开展了相关性能的测试工作。本文主要工作内容及创新点总结如下:(1)概述了光纤传感技术的发展历程,详细介绍了三种干涉式光纤传感器和两种光栅式光纤传感器的特点及研究现状,综述了双参数测量光纤传感器的研究现状。(2)基于马赫-曾德尔干涉仪(Mach-Zehnder Interferometer,MZI)的结构原理及温度传感机理,制作了一种双花生锥型的MZI耐高温光纤传感器,利用光纤熔接机在一段普通单模光纤上进行熔融-连接,可依次形成两个花生锥。所制作的双花生锥型的MZI光纤传感器可测温度高达1101.96℃,在617.76℃-940.23℃的温度范围内,温度灵敏度高达119 pm/℃,且具有良好的线性度。该传感器具有加工工艺简单、可重复性高、鲁棒性好等优点。(3)分析了MZI与布拉格光纤光栅(Fiber Bragg grating,FBG)的结构原理、温度传感机理及应变传感机理,设计并加工了一种新型的基于MZI+FBG的双参数测量光纤传感器,可实现应变与温度的同时测量。该传感器由双花生锥型的MZI与内嵌的FBG组合而成,在FBG的两端分别利用光纤熔接机进行熔融-连接制备花生锥即可。对制备的两个长度不同的双参数测量光纤传感器分别进行了应变与温度的测试,并得到了各自的应变灵敏度和温度灵敏度。(4)通过利用光纤熔接机对传感器的传感区域进行局部放电-拉锥,实现了纤芯-包层模式光纤传感器灵敏度的提高。对经过局部放电-拉锥后的MZI+FBG双参数测量光纤传感器进行了应变性能与温度性能的测试,当光纤锥直径为92.25μm时,长度为35 mm的双参数测量传感器其MZI和FBG的应变灵敏度分别为1.93 pm/με和0.904 pm/με,温度灵敏度分别为56.6 pm/℃和11.3 pm/℃,其中应变灵敏度提升了近一倍。通过对比光纤锥直径不同时的测试结果,分析了该方法对传感器灵敏度产生影响的内在机理,对后续的研究工作有一定的借鉴意义。(5)提出了一种可用于压强和温度同时测量的复合型光纤传感器,该传感器由基于2×2耦合器的迈克尔逊干涉仪(Michelson Interferometer,MI)传感器及法布里-珀罗干涉仪(Fabry-Perot Interferometer,FPI)传感器组成。FPI光纤传感器依次由同轴的单模光纤、空芯玻璃管及无芯光纤熔接而成,之后利用飞秒激光加工技术将无芯光纤进行打薄,通过将FPI探头加工在基于2×2耦合器的MI干涉臂上,实现了复合型光纤传感器的制备。对复合型光纤传感器的气体压强性能及温度性能进行了测试,MI可用于外界温度的测试,FPI可用于气体压强的测试。通过分别对MI及FPI特征峰的漂移进行监测,即可实现外界温度及气体压强的同时测试。