光纤法布里-珀罗(F-P)干涉型传感器不仅拥有光纤传感器的优良特性,还具有灵敏度高、稳定性好、抗干扰能力强、可远距离传感等特性,被广泛应用于温度、应变和折射率等物理参数的测量。磁流体作为一种新型功能材料,既有磁性材料的磁性,又有液体的流动性,而且具有热透镜效应、光透射特性、双折射效应和磁致折变特性等独特的光学特性,引起了研究者的广泛关注。基于磁流体填充光纤F-P腔的磁场传感器将磁流体的磁致折变特性与F-P腔的干涉特性有机结合,解决了光纤沃尔德常数偏低难以直接测量磁场的问题。此外,与传统的磁场传感器相比,该磁场传感器还具有测量精度高、响应速度快、抗电磁干扰能力强、适宜各种恶劣环境的优点。然而,该磁场传感器的灵敏度通常偏低,很难满足实际需求。为了进一步提高光纤F-P传感器的灵敏度,本文首先设计并制备了基于游标效应增敏的光纤F-P传感器,然后研究了该传感器的气体和液体折射率传感特性,最后,通过将磁流体注入开放式F-P腔的方式,研究了该传感器的磁场传感特性,具体内容研究如下:针对气体折射率传感特点,设计了四面反射式双F-P腔级联结构,理论分析了该结构产生游标效应的条件,以及放大因子与双腔参数之间的关系。根据设计和仿真结果,分别采用单模光纤错位熔接的方式和单模光纤-空芯光纤-单模光纤熔接的方式制备了开放式传感腔和封闭式参考腔,腔长分别为165.2μm和151.4μm。实验结果表明:传感腔和参考腔级联后产生了明显的游标效应;当被测气体折射率在1.000027～1.000266内逐渐增大时,级联双腔的干涉谱发生红移且呈线性变化,灵敏度为18623nm/RIU,约为单个传感腔(1558nm/RIU)的12.3倍,此结果与理论分析结果相吻合。针对液体填充F-P传感器损耗较大的特点,设计了基于并联双腔结构的液体折射率传感器,理论分析了并联双F-P腔结构产生游标效应的条件以及放大因子与双腔参数之间的关系。根据设计和仿真结果,采用熔接的方式制备了腔长匹配的传感腔和参考腔。传感腔为液体可注入式开放腔,腔长为166.8μm,采用单模光纤错位熔接的方式制备而成;参考腔为封闭腔,腔长为196.9μm,采用单模光纤-空芯光纤-单模光纤熔接的方式制备而成。实验结果表明:传感腔和参考腔并联后干涉谱包络明显;当折射率由1.3330到1.3381逐渐增大时,并联双腔干涉谱包络红移且呈线性变化,其灵敏度为9048.78nm/RIU,约为单个传感腔(1121.53nm/RIU)的8倍,实验结果与仿真结果相吻合。基于上述研究基础,进行了磁流体填充光纤微腔的磁场传感研究。首先用石英管将磁流体填充的F-P腔进行封装,然后制备与磁流体腔光程匹配的参考腔,最后将磁流体腔与参考腔并联使其产生游标效应。实验结果表明:在30Oe-60Oe范围内,磁场传感特性曲线的线性度较好;单个磁流体腔的最大磁场灵敏度为0.18nm/Oe;并联双腔的最大磁场灵敏度为1.44nm/Oe,约为单腔灵敏度的8倍;当磁场强度达到饱和磁场后,磁流体的折射率不会再发生改变,反射光谱不再发生移动。