光纤传感技术是一项依托光纤介质实现对外界物理量检测的技术。由于光纤传感器具有高灵敏度、抗干扰等优良特性,光纤传感器的研究成为了国内外学者的重要研究方向。随着现代社会向科技化、精细化、智能化的方向发展,光纤传感器具有广阔的应用前景。在光纤家族中,特种光纤具有独特的空间结构、高双折射和无截止单模传输等传统光纤所没有的优良特性。通过填充光电功能材料能够进一步改善和提升光纤的传输性能,实现高灵敏特性的光纤传感。本文对磁流体填充特种光纤进行了理论和实验研究,主要内容如下:首先,理论研究了一种基于选择性填充单芯微结构光纤的磁场传感器。包层空气孔以矩形结构排布,在包层的一个空气孔中填充磁流体,成为缺陷芯。外界环境中的磁场通过对缺陷芯中的磁流体产生影响,实现对耦合波长的调控。根据耦合波长的不同,实现外界磁场的测量。该传感器在磁场范围25-175.9 Oe下,实现了双偏振检测。同时还具有很高的灵敏度和品质因数,在x偏振和y偏振方向上的灵敏度分别为1620 pm/Oe和1790 pm/Oe,品质因数分别为0.081/Oe和0.045/Oe。其次,理论研究了一种基于选择性填充双芯微结构光纤的磁场传感器。两个相同的纤芯作为独立的波导,在纤芯中间的一个包层空气孔中填充磁流体,作为两个独立纤芯耦合时的调制芯。当外界磁场不同时,调制芯对两个独立波导的耦合匹配条件起到调制作用。根据耦合波长的不同,实现外界磁场的测量。设计的磁流体填充微结构光纤避免了光直接在具有高材料损耗的磁流体中传输,有利于获得较强的输出光信号。该磁场传感器件的灵敏度和拟合度分别为515.75 pm/Oe和0.99926。最后,搭建实验平台对基于磁流体的无芯光纤进行了磁场传感实验测试。在无芯光纤上进行镀银处理,再在镀银的无芯光纤外层套上毛细玻璃管,并将磁流体填充在管内作为分析物溶液。光能量在以无芯光纤作为波导的内部传输时,倏逝场会与无芯光纤外层的银发生表面等离子共振效应。外界磁场不同,造成共振波长偏移。通过测量分析光纤的透射谱,实现了对外界磁场的测量。实验结果显示,磁场灵敏度高达 1105 pm/Oe。