随着“物联网”产业和传感器微型化、集成化的急速发展,湿度监测已广泛地应用于国防科技、工业生产、医药技术、日常生活等领域,并且各个行业针对湿度传感器的制备工艺、测试范围、响应速度、使用寿命等方面都有特定的要求。然而,根据现有的技术很难全面的满足所有要求。为了能制备一种能够更好满足上述要求的湿度传感器,本文提出一种基于光学微腔的湿度传感器。主要研究内容包括:首先,介绍了湿度传感器的相关知识,分类总结了现有湿度传感器的传感机理及优缺点,从而引出光纤湿度传感器;光纤湿度传感器进行了详细的分析,并对其近年来国内外研究进展进行了表述。其次,文章从麦克斯韦方程出发,分析了光纤微球腔与锥形光纤耦合模式理论,并且简单研究了其传感特性以及影响传感特性的因素;对基于光学微腔的湿度传感理论进行了研究,得到了微球腔-锥形光纤耦合结构透射光谱的共振峰会伴随媒介折射率的改变而发生漂移,这一理论验证了该结构可用于湿度测试的观点结合材料学的相关知识,对高分子湿敏材料及湿敏薄膜中水分子扩散机理进行了研究,并根据实验需求选择琼脂糖作为本文设计传感器的湿敏薄膜。再次,对光学微腔的类型分别进行了简单介绍,并对各种类型回音壁式光学微腔优缺点进行了分析比较;以微环谐振腔为例,利用FDTD数值模拟方法对其湿度传感特性开展了模拟分析,得到了耦合结构共振峰漂移量和环境折射率改变量是线性关系,为实验研究提供了一定参考;详细介绍了微球腔、锥形光纤、琼脂糖湿敏薄膜的制备方法及过程,为同类型湿度传感器的研究提供一定借鉴。最后,设计并搭建了湿度传感器测试系统,并且详细介绍了实验流程;对微球腔-锥形光纤耦合性能以及湿度传感器的传感特性进行了测试分析,实验发现:基于光学微球腔的湿度传感器在未涂覆湿敏薄膜时,在湿度范围为15%RH到80%RH时具有~14.45pm/%RH的湿度灵敏度,在涂覆五层琼脂糖湿敏薄膜后,在湿度范围为15%RH到80%RH时具有~275pm/%RH。同时验证了该湿度传感器具有较小的湿滞误差和较好的复用性,实验结果与理论分析吻合。本文在理论和实验上研究了涂覆与未涂覆琼脂糖湿敏材料的光纤微球腔湿度传感器,因其制作非常的简单,具有体积小、稳定性好、成本低廉、较大的湿度监测范围、非常高的湿度灵敏度以及非常迅速的湿度响应等优点,满足了湿度传感的需求。有望在以后工业生产及人们日常生活中取得重大应用,也为日后生产出更先进的湿度传感器提供了一定的方法和经验。