随着各种有源、无源光纤器件的不断发展,光纤环衰荡作为一种在时域进行光纤传感的技术被广泛研究。在光纤环衰荡传感系统中,腔长和灵敏度需要折中考虑,光纤环的腔长越短,系统的探测灵敏度越高,但腔长较短时,光纤环衰荡输出的脉冲可能会发生重叠,导致无法准确的测量衰荡信息。将激光脉冲宽度减小到皮秒甚至飞秒可以解决上述问题,但超短脉冲在传输过程中的非线性光学效应将导致系统的复杂性明显增加。利用混沌激光的delta自相关特性,将混沌激光代替脉冲激光作为光纤环衰荡光源,通过混沌激光自相关系数的衰减来实现传感可以大大简化光源装置和减少系统的复杂度。本研究结合混沌相关光纤环衰荡技术和U型光纤传感单元实现折射率和血红蛋白浓度的传感。本研究主要在理论和实验方面做了如下工作:（1）通过查阅相关文献,在总结光纤环衰荡技术的发展现状的基础上,分析脉冲型光纤环衰荡系统的优势与劣势。介绍混沌相关光纤环衰荡技术的发展。阐述U型光纤传感发展现状。（2）理论分析U型光纤传感器和混沌相关光纤环衰荡系统的传感原理。通过介绍U型光纤传感器的结构与制作的基础上,分析U型光纤的传感理论。通过分析混沌激光的自相关理论,推导混沌相关光纤环衰荡的传感原理。（3）利用基于U型光纤的混沌相关光纤环衰荡技术实现折射率传感。通过宽带光源和光谱仪测量U型光纤的透射光谱。对弯曲直径13 mm的U型光纤,波长漂移灵敏度为192.297 nm/RIU,在1550 nm处的损耗灵敏度为-48.492 d B/RIU。将U型光纤接入混沌相关光纤环衰荡系统中,并在实验中实现了折射率测量,测量灵敏度达到168.000μs-1RIU-1。通过多次的实验验证了系统的稳定性。（4）分别探究不同弯曲直径的U型光纤和不同腔长的光纤环对折射率测量的影响。在腔长一定的情况下,将弯曲直径分别为17 mm、15 mm和13 mm的U型光纤传感单元接入光纤环进行折射率测量实验。实验结果表明,在一定程度内弯曲直径越小系统灵敏度越高。保持弯曲直径不变,通过改变光纤环腔长研究腔长对系统性能的影响。实验结果和理论分析均表明,腔长越短灵敏度越高,且探测灵敏度和腔长之间满足反比例关系。结合U型光纤可实现探针式测量特点和混沌相关光纤环衰荡系统的短腔优势,通过进一步的优化实验装置,将系统的腔长进一步的缩小,将腔长为0.8 m传感系统制作成手持式探针测试系统并用于血红蛋白的浓度的测量。血红蛋白浓度的测量实验灵敏度可达到79.670μs-1（mg/m L）-1,探测极限为18.90μg/m L。研究手持式探针测试系统的稳定性和可重复性。