荧光传感技术具有灵敏度高、特异性强、检测速度快等诸多优点,近年来被广泛应用在环境参数表征、离子痕量和微量分析、生物分子识别等领域。基于荧光材料复合光纤的荧光传感技术可进一步利用光纤体积小、重量轻、绝缘、耐高温、耐腐蚀、可超长距离传输、抗电磁干扰等一系列优点,有望实现复杂环境下基于荧光效应的远距离、实时、原位甚至活体的感知和监测。但目前全光纤荧光传感技术仍处于初步研究阶段,主要存在荧光材料与光纤的复合困难以及荧光激发和收集效率低的问题,极大限制了全光纤荧光传感技术的进一步发展和应用。针对这些问题,本文探索开展了一体化荧光材料复合水凝胶光纤及高性能荧光传感技术的研究,具体研究内容包括以下几个方面:(1)渗透性水凝胶光纤的设计与制备。探索研究了渗透性块状水凝胶的溶胀率、折射率以及光学透过率等相关影响因素,以聚乙二醇二丙烯酸酯和海藻酸钠水凝胶材料分别做为光纤纤芯和包层,基于两步法成功制备了渗透性水凝胶光纤,其传输损耗低至0.5dB/cm。制备的水凝胶光纤具有良好的渗透性,可实现稳定包埋在纤芯的荧光材料与外界环境中的待测物充分接触,此部分研究为后续高性能一体化光纤荧光传感技术的开展奠定了光纤设计和实验探索的基础。(2)荧光材料复合水凝胶光纤高选择性爆炸物传感的设计与研究。研制金属有机骨架材料EuNDC晶体用于2,4,6-三硝基苯酚分子的高选择性荧光传感,制备基于EuNDC与纤芯复合的一体化水凝胶光纤,在复合水凝胶光纤良好导光性的基础上,将有效作用长度增加到数厘米,基于荧光强度淬灭的原理实现了对爆炸物分子的高选择性定量测量,大大提高了荧光传感器的环境适应性,验证了此渗透性水凝胶光纤可作为水溶液环境中荧光传感平台。(3)荧光材料复合水凝胶光纤高准确度pH传感的设计与研究。传统单一荧光强度传感技术易受光源不稳定及环境扰动影响而引起测量误差。选择异硫氰酸荧光素做为pH敏感荧光传感材料,外消旋-四苯基四苯骈铂做为不受pH影响的参考荧光材料,设计制备两种荧光传感材料与纤芯复合的水凝胶光纤,基于pH值引起双荧光峰强度淬灭程度不同的原理,构筑并实现了宽范围(3.79~10)比例型pH荧光传感器,提高了准确度。同时还进一步探索了基于单一ANNA掺杂的比例型水凝胶光纤荧光传感,实现了对生理范围内pH的检测,提高了实验的可重复性。基于荧光材料复合水凝胶光纤的比例型pH传感器有望应用于监测生物活体pH的变化。