光纤锥作为多种光子器件的关键组成部分,其倏逝波传输特性和结构特性都对这些现代光学器件的工作性能起到决定性作用。论文中基于对光纤锥光场传输和分布特性深入细致的分析,并结合非绝热型光纤锥较强的模式耦合作用和极大的倏逝波强度,将光纤锥应用于微位移传感,获得了较高灵敏度的传感效果,具有非常重要的研究意义和较高的市场价值。主要的研究成果如下。1.结合光纤模式理论对比分析了绝热型光纤锥和非绝热型光纤锥的传输特性,并对非绝热型光纤锥的典型结构和制作方法进行了介绍。2.对光纤锥的模式截止条件以及单模工作范围进行了理论分析,并运用光束传播法基于锥腰直径和锥角两个光纤锥的重要结构参数分别对单模曲面光纤锥和多模直线型光纤锥的工作特性展开了研究,研究内容包括光纤锥输出端面处的光场分布及模式功率的变化等。研究结果表明:具有较小锥腰直径的单模曲面光纤锥出射的波束发散角最大,模式耦合效率最高,输出波束的有效模场面积最大,为后续对基于光纤锥的微位移传感应用的设计与特性分析奠定了基础。3.基于非绝热型光纤锥提出了两种新型的横向微位移传感结构,分别是双锥结构(由两个光纤锥相对组成)和单锥结构(由光纤锥和单模光纤组成)。通过对不同锥腰直径下两种结构的输出光功率、最大测量范围和灵敏度进行仿真分析,发现两种结构的输出光功率随光纤轴心横向偏移量成近似线性变化关系,可以用于微位移传感,并总结出40μm锥腰直径的双锥形结构具有最佳微位移传感性能。利用该结构在实验中获得了至少28微米的最大微位移测量范围和-1dB/μm的测量灵敏度,同时还实验证实了该结构具有良好的温度稳定性。