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近年来,光纤传感技术因其敏感性高、体积小、防电磁影响等特点,正受到越来越多研究学者的关注,并被逐渐应用到生物化学、环境检测、医疗等领域,其中如何改善折射率灵敏度,以及排除温度的交叉影响等问题更是成为大家研究的热点。本论文主要利用倾斜光纤光栅和空芯光纤与石墨烯薄膜结合制造出新的混合波导结构,再分别研究这两种基于石墨烯涂覆光纤器件的折射率传感特性。本文主要研究内容如下:首先,研究了石墨烯涂覆倾斜光纤光栅传感器。先介绍了等离子体增强化学气相沉积法制备石墨烯的实验方法,通过调节生长时间、等离子体发生器功率等参数,可以在光纤表面生长出高质量的石墨烯薄膜。实验中,在有效倾斜角为8°的倾斜光纤光栅上生长了厚度大约3.7 nm的石墨烯(约11层),通过实验测量以及分析其透射光谱包络面积的变化情况,结果显示涂覆石墨烯的倾斜光纤光栅在折射率1.33左右,其折射率灵敏度为-1.57161/RIU,与没有涂覆石墨烯时相比其灵敏度提高了大概20倍。因此,在倾斜光纤光栅表面生长石墨烯可以达到在低折射率范围内提高灵敏度的目的,这一结果在液体传感领域内都将有潜在应用。其次,研究了基于石墨烯涂覆空芯光纤的气体折射率传感。在一段长度为3mm的空芯光纤外表面生长厚度约为3.3nm(约10层)的石墨烯,并对此混合波导结构进行气体折射率、温度传感研究。实验得到石墨烯-空芯光纤混合波导结构折射率灵敏度高达418.23dB/RIU,这个结果是很多其他已报道基于强度调制的传感器灵敏度的几倍甚至几十倍,且只有轻微的波长漂移量16.73pm/RIU;温度测量显示其温度灵敏度为17pm/℃,有轻微的强度改变量0.011dB/℃,与折射率灵敏度418.23dB/RIU比较,0.011dB可忽略不计。因此,该石墨烯-空芯光纤的混合波导结构用在气体折射率测量领域中,可有效去除温度交叉影响。