磁流体是一种由纳米级的强磁性颗粒通过表面活性剂高度均匀分散于某种载液中所形成的稳定胶体体系,其不仅拥有固体磁性材料的磁性特质而且具有液体的流动性。在外磁场的作用下,磁流体内部的磁性颗粒会沿着磁场方向形成一种链式结构,从而导致了磁流体表现出许多奇特的光学特性。本论文主要研究了基于磁流体的热透镜效应实现的阈值可调光学限幅器和环形光束产生方案,以及基于磁流体的折射率对外加磁场的响应实现的光纤磁场传感器。由于磁流体具有较高热光系数,当激光照射到磁流体样品上时会发生热透镜效应。由于热透镜效应,在磁流体样品不同位置处出射的激光束的发散角不同,从而这些光束在磁流体样品后方相互干涉并且形成了一系列稳定的环形光斑。若在磁流体样品后方适当的位置处放置一光阑,就可以实现阈值可调光学限幅器方案。理论模拟了激光束通过磁流体样品后产生的远场光斑图样,并且计算得出了系统的光学限幅阈值随光阑半径的增大以及光阑到样品的距离的减小而向高功率方向转移的结论,且限幅阈值与光阑半径之间具有线性的关系。定义了描述磁流体样品的特征参数f,发现系统的光学限幅阈值随f的绝对值增加而减小。该结论能为实际的磁流体基可调谐光学限幅器的设计与制作提供有益的参考。若将磁流体后方放置的光阑换成一种环形透光窗口,激光束通过该光学系统后就会转变成环形光束。理论模拟了由该光学系统产生的环形光束图样,并且计算和分析了环形光束透射特性与系统参数之间的关系。我们发现,对于每个描述透射特性的参数,都有一个与之无关的系统参数。同时还研究了透射特性参数与f之间的关系。该结论对于实际产生环形光束以及设计出在特定情况下具有高重复度的光学器件具有一定的指导作用。结合外加磁场可以影响磁流体折射率这一性质以及一种单模-多模-单模光纤结构,我们提出了一种磁场传感器实现方案。通过利用氢氟酸对该光纤结构中的多模光纤的包层进行腐蚀,该传感器的灵敏度得到了加强,实验得到的最大灵敏度为-16.86 pm/Oe。由于透射光谱的干涉谷的分辨率随着腐蚀程度的增加而减小,所以该传感器必须在其灵敏度与分辨率之间进行权衡。我们引入了品质因子来描绘该传感器的性能与腐蚀时间之间的关系,并且得到了最佳腐蚀时间为大约为1620秒这一结果。本磁场传感方案具有制造简单,成本低廉以及高灵敏度等优势。