随着社会的不断发展,土木、机械和航空航天领域的各种大型工程结构已经无处不在,为了确保这些结构和材料的完整性,越来越多的结构健康监测（Structural Health Monitoring,SHM）方面的需求被提出,以保障安全并减少维护成本和时间。超声导波（特别是Lamb波）检测技术作为应用最为广泛的SHM方法之一,其中超声导波传感器是信号探测的关键器件,超声导波检测的常用传感器包括压电式、电磁式和脉冲激光式,而光纤传感器因其灵敏度高、抗电磁干扰等优势是代替传统压电式传感器的理想选择之一。目前针对光纤超声导波传感器的研究中,主要集中于采用接触式耦合的光纤光栅传感器,而采用空气耦合方式的光纤超声导波传感器的研究还鲜有报道。本文提出了一种基于光纤非本征型法布里-珀罗干涉仪（Extrinsic Fabry–Pérot Interferometer,EFPI）的超声导波传感器结构,研究了该光纤EFPI传感器的超声导波检测特性,并应用于基于Lamb波的平板结构探伤实验,主要内容如下:首先,论文围绕光纤EFPI超声导波传感器结构,通过对Lamb波传播特性的理论分析和对损伤探测结构的有限元仿真,确定了探测超声导波的激励频率,依据该激励频率,对光纤EFPI传感器结构中的超声敏感微机械（Micro-ElectroMechanical System,MEMS）膜片进行了研究,仿真分析了不同结构参数膜片的固有频率和响应特性,优化得到了适用于超声导波传感的最佳结构参数。其次,论文采用MEMS加工工艺完成了超声敏感膜片的制备,并结合光纤EFPI结构,成功实现了光纤EFPI超声导波传感器的研制和封装,并通过空气耦合和接触耦合的方式分别测试了封装前后传感器的性能,开展了与电学超声导波传感器的对比实验,验证了光纤超声导波传感器的优异性能。最后,利用本文所研制的光纤EFPI超声导波传感器开展了板结构损伤的Lamb波探测实验研究,分别对金属材料和亚克力材料的板状进行了接触式和空气耦合式Lamb波损伤探测测试,实验结果证明了该传感器对不同板状材料的结构损伤所形成的Lamb波信号具有良好的探测性能。综上,本文研制的光纤EFPI兰姆波传感器具有高灵敏度和高信噪比特性,不仅可用于接触式Lamb波的检测和结构损伤探测,而且可用于非接触式情况,在结构健康监测领域具有良好的应用前景。