作为传感领域重要的研究方向之一,光纤传感技术广泛应用于航空航天、信息通信、生物医学、工业生产、智能结构等领域。随着微纳技术的发展,微纳光纤以其结构小巧、大倏逝场、高灵敏度等特性引起了大家的广泛关注,通过微纳光纤与纳米材料的结合,可以进一步扩展微纳光纤传感的领域。另一方面,石墨烯是碳原子通过sp2杂化形成的二维蜂窝状晶体材料,具有很多十分优异的物理化学特性,给现有的设备带来了新的应用,也给微纳光纤传感提供了新的方向。同时,通过新材料和微纳光纤结构相结合,不仅可以使微纳光纤传感现有的一些传感性能得到一个飞跃,也提供了探测更多物理量的可能性。本文利用单锥微纳光纤模式干涉仪和石墨烯薄膜实现了一种高灵敏度的光纤式氨气传感器,石墨烯能够增强微纳光纤模式干涉仪的倏逝场强度,提高其灵敏性,当氨气分子吸附在石墨烯表面时,会引起石墨烯的载流子浓度的改变,从而使干涉仪和石墨烯结合而形成的复合波导的有效折射率发生改变,当氨气浓度变化时,干涉图谱会发生漂移,我们可以通过检测干涉光谱的漂移量实现了对周围氨气浓度微弱变化的检测。本文所提出的传感器具有结构简单、易于实现以及灵敏度高等优点。本文分析了微纳光纤模式干涉仪的传感理论,探讨了石墨烯与气体分子之间的相互作用以及石墨烯对于微纳光纤模式干涉仪的倏逝场的增强效果。对微纳光纤模式干涉仪的制作与石墨烯的制备与转移方法进行了说明。对基于单锥微纳光纤模式干涉仪和石墨烯的光纤式氨气传感器进行了实验研究,并探讨了基于不同直径微纳光纤的传感器的灵敏度。