湿度，作为环境特征的一个重要指标，在工农业生产和环境监测等领域中具有十分重要的意义。随着科学技术的革新与进步，湿度检测对传感器的精度、稳定性及环境可靠性等方面的要求越来越严格。光纤湿度传感器具有尺寸小、精度高、稳定性好、响应快以及抗电磁干扰等诸多独特优点，能够适应的苛刻环境，并且可实现远距离传输，现已蔓延到生物医学、食品安全、航空航天等领域。
　　本文基于光的干涉及传感理论，结合湿度敏感材料，提出基于Mach-Zehnder(M-Z)干涉仪和Fabry-Perot(F-P)干涉仪的干涉型光纤湿度传感结构，用以实现对环境湿度的测量。
　　本论文主要完成了以下几方面研究内容:
　　(1)介绍了湿度传感器的分类和工作原理。总结了传统湿度传感器和光纤湿度感器的研究现状，并重点分析比较了目前光纤光栅型、倏逝波型和干涉型光纤湿度传感器存在的优缺点，提出了新型的基于干涉原理的光纤湿度传感器。
　　(2)研究了光纤传感器的基本干涉原理以及模式耦合理论。首先对基于M-Z干涉原理光纤湿度传感器的基本理论进行了分析，推导出环境折射率对传输模式有效折射率的影响，然后对基于多光束干涉原理的F-P干涉型湿度传感原理进行了理论推导，最后对湿敏材料的感湿机理进行了分析研究，结合其感湿特性选择合适的湿敏材料聚乙烯醇。这些原理为研究干涉型光纤湿度传感器提供了理论依据。
　　(3)设计并制作M-Z干涉型光纤湿度传感器，搭建湿度检测实验平台。首先研究了基于单模光纤（Single Mode Fiber，SMF）的M-Z干涉型光纤湿度传感器，并对其湿度传感性能展开了实验分析。实验结果表明，该湿度传感器的湿度灵敏度为61.47pm/％RH，具有良好的重复性和稳定性，响应时间约为420ms，M-Z干涉结构对温度的灵敏度为54.89pm/℃，约为光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating，FBG)的5倍。其次提出了基于光子晶体光纤(Photonic Crystal Fiber，PCF)的M-Z干涉型湿度传感器，在增加结构机械强度的同时，提高了湿度灵敏度（约为108.28pm/％RH），响应时间为504ms，同样具有良好的稳定性和重复性，且该结构的温度交叉敏感更低(约为32.29pm/℃)。二者均采用温度灵敏度（约为10.9pm/℃）在一个数量级的FBG进行温度补偿。
　　(4)基于本征型和非本征型F-P干涉仪的特点，结合空芯光纤纤芯为空气孔的独特优点，提出并制作了基于空芯光纤(Hollow Core Fiber，HCF)F-P干涉结构的光纤湿度传感器。该传感结构为反射式探头，可以实现微小空间的点式测量。对不同长度HCF的湿度传感器的研究，当HCF长度为55μm左右时，传感器具有优良的湿度传感特性，其湿度灵敏度约为230.93pm/％RH，响应时间约为280ms，且该传感器的温度灵敏度较低，可忽略不计。
　　本文提出了三种新型结构的干涉型光纤湿度传感器，与目前已有湿度传感器相比，具有结构灵活、制作简单、灵敏度高和稳定性好的优点。传感器以光作为信号载体，本质安全，可用于高温高压、强电强磁等恶劣环境的湿度检测。然而，由于光纤材质脆弱和光纤切割长度不易精确控制的问题，要实现传感器的完全复制还有待进一步的研究。