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光纤传感器由于具有制备成本低、灵敏度高、抗电磁干扰能力强、抗恶劣环境等优点,而在油气工业、电力工业、土木建筑、航空航天、高速铁路等国民工业和国防技术等众多领域具有十分广泛的应用。特别是近20年来,随着人们对光栅型光纤传感器件研究的逐步深入和加工技术的日益成熟,光纤传感器的种类不断丰富,功能更加齐全,性能也更加优异。其中基于马赫-泽德干涉仪(Mach-Zehnder Interferometer,MZI)与长周期光纤光栅(Long Period Fiber Grating,LPFG)的光纤传感器在光纤传感应用领域已达40%以上。不仅如此,将参考臂与传感臂集成在一根光纤上的全光纤MZI则更加体现了光纤传感器的灵活、高度集成与高性价比等优点。本文基于石墨电加热子设计了高效可靠的光纤熔融拉锥系统,并利用该系统制备了熔锥型、胀包型和扭转型全光纤MZI和LPFG。我们分别以熔锥型、胀包型和扭转型的耦合单元为基础,通过与CO2-LPFG(用高频CO2激光器制备的普通长周期光纤光栅)串、并联制备了多种复合型全光纤MZI和LPFG,并实验分析了各复合型传感器的温度、应变/扭转特性,实现双参数测量。本文的主要研究内容包括:(1)研制了一套高效可靠的光纤熔融拉锥系统。该系统利用石墨加热子进行加热,比传统的火焰加热方法具有更高的可靠性和稳定性。我们利用该系统制备了熔锥型全光纤MZI和LPFG,并实验分析了它们的温度及应变量传感特性。(2)提出了一种制备熔融胀包型光纤器件的方法。我们利用该方法在单根光纤上制备了胀包型的MZI和LPFG。该方法的优点是不用截断光纤及对芯准直,免去了光纤端面处理的麻烦,简化了制备工艺,提高了相关光纤器件的光学性能。(3)提出了一种通过熔融释放扭矩制作扭转型耦合单元的方法,并基于该方法制备了扭转型全光纤MZI和LPFG。这两种结构的温度及扭矩传感特性测试表明该结构对扭转方向具有高度的可判性。(4)设计并制备了以熔锥型、胀包型、扭转型为基本耦合单元的复合型光纤传感器,并实验表征了这些复合型光纤传感器的温度、应变/扭转特性。研究结果表明透射谱出现了双谐振峰结构且对温度和应变/扭转的灵敏度各不相同,该复合结构传感器可有效用于温度和应变/扭转等多参数的同时测量。