基于回音壁谐振模的光学传感器具有高传感灵敏度、小体积等优点,在海洋、生物等领域具有广泛的应用前景。本文基于空心微球腔开展回音壁谐振模传感器的研究,空心微球腔的传感器和微流体的传输通道合二为一,可以通过内部通入微流体进行多种参量的传感,实现灵活的传感器设计,本文充分利用这一优势,通过注入热光系数高的微流体和磁敏感的磁流体进行光纤温度和磁场传感器的研究。本文的主要工作包括:1.概述了可激发回音壁谐振模的光学微腔,分析了基于回音壁谐振模微腔的光纤传感器在温度与磁场传感领域的研究现状,介绍了回音壁谐振模微球腔制作现状。分析了空心微球腔的回音壁谐振模电场分布特性,介绍了拉锥光纤与空心微球腔耦合理论。2.基于氢氧焰熔融拉锥系统进行了空心微球腔和拉锥光纤制备实验研究,通过双级热处理方法成功制备外径300μm到500μm,壁厚1μm到5μm的不同规格空心微球腔,实现用于光耦合的锥区直径2μm到3μm的拉锥光纤制备,对空心微球腔的主要表征参数进行了测量。3.研究了基于空心微球腔的光纤传感器温度传感模型,针对海洋测温范围进行温度传感研究,实验研究了空心微球腔结构参数、拉锥光纤锥区直径及空心微球腔内微流体对于温度传感性能的影响,并进行了动态响应特性实验。实验结果显示在空心微球腔内注入无水乙醇时,温度传感灵敏度可以达到396.70pm/℃,在空心微球腔内注入环己烷时,温度分辨率可以达到1.75×10-3℃。4.研究了基于空心微球腔的光纤传感器磁场传感模型,采用体传感和表面传感两种传感机理进行了磁场传感实验研究,实验结果显示基于磁流体磁性纳米颗粒吸附脱落的表面传感机理比基于磁致折射率变化的体传感机理的传感灵敏度提高3.6倍,在此基础上实验研究了空心微球腔结构参数对于基于表面传感机理的磁场传感性能影响。