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光纤法布里-珀罗传感器自上世纪八十年代开始发展,现已成为传感领域一个研究热点。此类传感器结构简单、测量精度高、抗电磁干扰、化学性质稳定,且普遍体积小、质量轻,便于集成传感网络,能在狭窄空间和恶劣环境下正常工作,在工程建设中具有很大的应用价值。微机电系统(MEMS)微细加工技术的发展为光纤法布里-珀罗(F-P)传感器的制造提供了新的方法。本文提出了三种光纤法布里-珀罗微压传感器结构,制作过程中采用了近紫外光刻、磁控溅射镀膜、硅片湿法腐蚀、阳极键合等多项MEMS工艺。设计并制作了基于45度光纤的法布里-珀罗波纹膜微压传感器,获得了较高的传感灵敏度。该传感器采用金属波纹膜作为敏感元件,其与厚度相同的无波纹膜片相比,在同等压力下的形变量更大。借助仿真软件对波纹膜的波纹宽度、波纹高度、波纹间距等参数进行了优化。制作完成的传感器在0～0.1MPa范围内灵敏度达到705.6μm/MPa。设计采用MEMS工艺,通过SU-8胶两次光刻制作光纤槽,一方面便于光纤的固定,另一方面可以通过控制匀胶速度来控制胶层厚度,从而控制F-P腔腔长。经实验测试,该传感器的线性度高、重复性好、迟滞误差小。利用传感器温度特性稳定,腔长随温度变化呈线性的特点,对传感器进行了粗略的温度补偿。设计并制作了基于45度光纤的复合法布里-珀罗干涉腔微压传感器,实现了温度补偿。该传感器利用了45度光纤结构在传感头中形成三个反射面,分别是光纤的纤芯包层分界面、光纤侧壁和硅敏感膜。前两者组成第一个F-P干涉腔,腔长仅随温度变化；后两者组成第二个F-P干涉腔,腔长随着外界压力和温度的变化一起发生变化。在外界温度变化较大时,可以利用两个腔长的变化关系进行温度补偿,补偿效果明显。实验表明,该传感器在0～0.1MPa范围内的灵敏度为60.9μm/MPa,迟滞误差小,线性度好。设计并制作了基于光纤法兰盘结构的法布里-珀罗微压传感器。该传感器结构简单,价格低廉,工作稳定。设计采用硅膜-玻璃环-光纤结构,利用了商业法兰盘和跳线,可以直接进行光线的固定与对准。玻璃环进行了严格的抛光处理,通过阳极键合与硅敏感膜连接在一起,保证了装置的气密性。F-P干涉腔的腔长可以由玻璃环的长度唯一确定并精确控制,同时玻璃环保证了敏感膜与光纤端面的平行。在0～0.1MPa范围内,传感器灵敏度为61.9μm/MPa,与我课题组之前的研究成果相比灵敏度提升了一个数量级。传感器重复性好,机械强度高,制作成本低廉。