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随着国家基础设施建设,航天事业以及精密加工等领域的蓬勃发展,传感器在其中扮演的角色日益关键。而光纤传感器由于其独特的优势,例如体积小巧易于集成,抗电磁干扰,耐高温等特点,在结构健康监测,航天工业,精密加工等领域比传统的电子传感器更加受到工程人员的青睐。本文以光纤法布里珀罗干涉仪(Fabry–Pérot interferometer)应变传感器为主要研究对象,通过分别引入马赫增德尔干涉仪(Mach-Zehnder-interferometer)机制以及光纤塞格纳克环干涉仪(Fiber Sagnac interferometer)机制两种方案,分别构建两种复合结构的光纤应变传感器。分别解决FPI应变传感器在高温情况下容易受到温度串扰导致的测量不准确的问题以及FPI传感器由于灵敏度不高导致测量不准确的问题,主要研究内容和创新点如下:(1)在FPI应变传感器的基础上,通过一段微腔将MZI机制引入到FPI结构中,构建一个复合结构的应变传感器,利用MZI和FPI对应变和温度的不同响应特性,通过矩阵运算的方法实现了温度和应变的同时测量,从而减缓了温度串扰的影响。本论文从仿真和实验上对所提传感器进行了相对应的研究。实验上证明了所提传感器的应变灵敏度为4.28 pm/με并且能在高温800℃下仍然能稳定工作,对于解决高温环境导致的FPI应变传感器测量误差问题具有重要帮助。(2)基于FPI应变传感器,通过引入FSI,并将FPI内置于FSI中,构建一个复合结构的应变传感器,通过合理设计两种干涉仪的自由光谱区的大小使输出光谱产生游标效应,利用游标效应的放大作用使所提传感器的灵敏度得到放大。从而减小了由于传感器灵敏度过低导致的测量误差。实验证明,这种基于游标效应的复合结构应变传感器的灵敏度比传统的单个FPI的灵敏度提升了19.7倍,达到65.1 pm/με,在目前为止所知同类型传感器中灵敏度最大。在工程应用上,所提出的传感器在解决光纤应变传感器由于灵敏度过低而导致的测量不准确的问题上具有重要作用。