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随着光纤技术与微纳米技术的快速发展,将这两种技术结合起来,实现尺寸更小、性能更佳、集成度更高的光纤传感器已成为光纤传感领域研究的热点。本文着眼于聚合物微纳米光纤的制备研究其折射率传感特性,并利用钯对氢气的特异性吸收将聚合物微纳米光纤与钯金属纳米颗粒相结合研究其氢气浓度传感特性。相比于目前在普通光纤的表面镀一层Pd膜的方式在聚合物微纳米光纤中掺杂Pd纳米颗粒来实现氢气浓度的传感具有成本低、灵敏度高、尺寸小、制备方便等优势,具有潜在的实用价值。本文主要研究内容包括:(1)总结回顾了聚合物微纳米光纤的国内外的发展历程。分析了聚合物微纳米光纤较与普通光纤的优缺点以及聚合物微纳米光纤几种制备方法的优缺点,提出将聚合物微纳米光纤应用于环境折射率测量。(2)总结分析了几种光纤耦合方法的优缺点,并仿真研究了影响微纳光纤倏逝波耦合效率的因素;基于对单模光纤锥和聚合物微纳米光纤的模式分析,分析了聚合物微纳米光纤实现传感的机理。(3)基于物理拉伸法从PMMA胶体溶液中拉伸制备一种对折射率高度敏感的聚合物微纳米光纤。利用倏逝波耦合的方式,在显微镜下搭接整个传感探头。基于模间干涉的原理,透射光谱的波谷随着周围环境折射率的变化而发生显著的移动且几乎成线性关系。通过实验得到直径为6.6μm的PMMA微纳米光纤在周围环境折射率变化范围为1.3333-1.3403时,折射率传感灵敏度高达1490nm/RIU。最后分别对比了不同直径大小的PMMA微纳米光纤折射率传感特性、PMMA微纳米光纤与锥形单模光纤的折射率传感特性。(4)利用钯的氢敏特性,制备掺Pd纳米颗粒的聚合物微纳米光纤,设计和搭建实验平台实现氢气浓度的测量。在氢气浓度范围为0%-1%时,直径为28μm,传感长度为473μm的掺Pd纳米颗粒的PMMA微纳米光纤的传感灵敏度为4.5×10-4nm/ppm,分辨率为44.44ppm。最后探究了传感长度这一因素对掺Pd纳米颗粒的PMMA微纳米光纤和不掺Pd纳米颗粒的PMMA微纳米光纤的氢气浓度传感特性的影响,并且对比了掺Pd和不掺Pd的PMMA微纳米光纤的氢气浓度传感特性。