随着氢气在能源动力、食品卫生、军事国防等领域的广泛使用,随之而来的氢气泄露、爆炸等安全问题越来越受到人们的重视。传统的氢气传感器通常基于电化学的方式来实现检测,有发生爆炸的潜在危险。光纤氢气传感器由于具有本质安全、不受电磁干扰、灵敏度高、稳定性好、可靠性高、耐腐蚀、体积小等优势,特别适用于各种恶劣环境的场合。针对传统干涉型光纤传感器制作工艺复杂的问题,本文提出了一种利用飞秒激光微加工与磁控溅射镀膜技术相结合来实现氢气检测的方法。本文的主要研究工作如下：(1)分析了光束传播法的基本理论；利用RSoft光学仿真软件对光纤马赫-曾德尔(Mach-Zehnder)微结构的光学特性进行了模拟仿真；模拟了微结构在不同参数(形状、大小、折射率等)条件下的光谱特性,为传感器的设计和制作提供了理论依据。(2)研究了基于Mach-Zehnder干涉原理的光纤氢气传感器,详细分析了其基本原理和制备方法。实验研究了传感器在不同氢气浓度下的响应特性。其中,当微腔长度为40μm,膜厚为110nm时,传感器的灵敏度达到～0.155nm/%,氢气浓度每变化4%,响应时间-90s,并且重复性较好。实验结果表明这种传感器有较高的灵敏度,并具有制备简单、可重复性好、体积小等优点。(3)针对基于单个Mach-Zehnder干涉仪的光纤氢气传感器存在温度和氢气浓度交叉敏感的问题,提出了基于Mach-Zehnder干涉仪和光纤光栅(FBG)相结合的氢气浓度测量方案。详细介绍了该方案的基本原理和传感器的制备方法。实验测试了温度和氢气浓度同时改变时传感器的响应情况,结果表明,该方案能很好的消除温度对传感器的影响,实现温度和氢气浓度的同时测量。本文的创新点在于提出了利用飞秒微加工与磁控溅射镀膜技术相结合来研究用于探测氢气浓度的理论和方法。