随着光纤及光器件的发展,各种新型结构的光纤开始涌现。多芯光纤由于其高集成度、结构紧凑和低成本等优势,除了被广泛应用于光开关、波分复用器和光滤波器等光器件中,还应用在光通信和光纤传感领域。基于多芯光纤的传感器具有集成度高、抗电磁干扰、体积小、成本低等优点,由于多芯光纤传感器一般需要进行光耦合,所以多芯光纤耦合技术至关重要。本课题研究了基于热扩散耦合方法的多芯光纤耦合器的制作方法和特性,以及基于热扩散耦合方法制作的双芯光纤传感器的制作方法和特性。本文对基于热扩散耦合方法的多芯光纤耦合器进行了理论分析和实验研究,首先基于耦合模理论对基于热扩散耦合方法的双芯光纤耦合器的传输特性和耦合特性进行了详细分析,然后用Rsoft光学仿真软件的Beamprop模块对基于热扩散耦合方法的双芯光纤耦合器进行模型建立和仿真分析,结果验证了本课题设计方案的正确性。之后采用热扩散技术,利用实验室自制的多芯光纤,制作了多芯光纤耦合器,并对其应力、温度、折射率和弯曲特性进行了研究。对基于热扩散耦合方法的双芯-双孔Michelson干涉仪进行了理论分析和实验研究。首先介绍了双芯-双孔Michelson干涉仪的制作方法和干涉原理,之后对双芯-双孔Michelson干涉仪的弯曲特性进行了理论分析和实验研究,利用双芯光纤的两个纤芯的不对称分布,该干涉仪可以实现方向可识别的弯曲传感器;利用双芯-双孔Michelson干涉仪的输出波形随着作用在干涉仪上的应力变化而漂移的这一特性,于是将双芯-双孔Michelson干涉仪用于测量应力,理论分析和实验研究均验证了该干涉仪可以用作应力传感器;利用双芯-双孔Michelson干涉仪的输出波形随着作用在干涉仪上的扭转变化而漂移的这一特性,将双芯-双孔Michelson干涉仪用于测量扭转,理论分析和实验研究均验证了该干涉仪可以用作扭转传感器;理论研究证明了环境温度的变化会引起双芯-双孔Michelson干涉仪的输出波形的漂移,将该干涉仪用于测量温度的变化,实验结果显示该干涉仪可以用作温度传感器。