石墨烯是一种由碳原子以六边形蜂窝状排列而形成的二维态单原子碳单质,独特的结构赋予其多种优异的特性,获得了科学界广泛的关注,成为多种学科研究的热点和前沿。近年来,理论分析和实验研究表明,在全反射条件下,石墨烯对s偏振光的吸收高于对p偏振光的吸收。石墨烯的这一特性已被多方面应用,例如石墨烯层数精确测定、石墨烯3D形貌绘制、石墨烯信息储存;在传感领域,也有折射率传感和癌细胞计数等应用。本论文在国家自然科学基金“基于开放大空气孔微结构光纤的超灵敏NO传感器研究”(NO.61575150)的资助下,分别设计了石墨烯偏振选择吸收棱镜式传感和光纤传感模型,对其进行理论分析,主要研究成果如下:1.分别使用MATLAB和COMSOL Multiphysics研究石墨烯偏振选择吸收机理,发现反射率的下降是由于光波引发石墨烯中的电流产生焦耳热而损耗的;s偏振光和p偏振光反射率差异ΔR对外界溶液的折射率变化敏感,可据此进行折射率传感,二者符合关系式y=-364.061+811.331x-603.41x~2+149.848x~3,较小的棱镜折射率和较高的石墨烯层数可提高传感灵敏度;2.研究了石墨烯层数较大时(视其为石墨)对s偏振光或p偏振光完全吸收的现象,适当地调整石墨层数和入射光角度,可在300-590 nm波长范围内实现这种完全吸收;3.建立石墨偏振光纤传感器的结构模型,对结构参数进行了优化:石墨层数N=55,纤芯直径D=600μm,传感区域长度L=4 mm,数值孔径NA=0.24;以上述最佳参数设计的石墨光纤传感器在1.33-1.39的折射率范围内的传感标准曲线为y=-51991.95+1174300x-884285.71x~2+222222.222x~3(R~2=0.99992),平均灵敏度为2300 nm/RIU;4.初步对光纤Bragg光栅的反射谱进行了模拟计算。耦合模法和多层膜矩阵法的结果吻合度很高,但COMSOL Multiphysics的模拟结果的中心波长产生了漂移;5.采用光沉积法在光纤表面固定氧化石墨烯,分析了PMMA添加、光强、光模式、沉积时间等因素对氧化石墨烯光沉积效果的影响,对光沉积得到的氧化石墨烯进行了可饱和吸收性能测试。