微结构光纤在生物医学、环境监测控制、化学及食品安全检测等领域有着广泛的应用;氧化石墨烯(GO:Graphene Oxide)不仅对光波导器件的感光区起到一个很好的增敏作用,同时在基于表面等离子体共振(SPR:Surface Plasmon Resonance)的传感器中亦起到保护金属层不被氧化的功效。和现有的光纤温度传感器相比,论文结合GO与微结构光纤复合波导所具有的高灵敏度、强稳定性、强抗电磁干扰性以及结构制备简单的优势,分别从GO的制取、马赫增德(MZ:Mach-Zehnder)传感单元的制备、基于有限元仿真的理论与结构设计等方面展开研究,提出并设计了基于有限元的GO复合微结构光纤温度传感系统。首先,论文对敏感材料GO及微结构光纤在温度变化下引起的折射率和电导率等变化的原理进行了系统分析。利用Comsol全矢量有限元仿真软件对不同结构下的光纤复合敏感材料传感单元的电场进行仿真研究,并通过理论推导和仿真研究了不同传感单元材料性质变化及波导微尺寸对电场能量分布的影响,为微结构光纤温度传感研究奠定了理论基础。其次,论文在实验上构建了GO制备平台,经冰水浴、冷冻干燥、离心分离制备得到了GO絮状物。通过光纤熔融拉锥法制得了不同MZ传感头,对20 mm的单模光纤(SMF:Single Mode Fiber)与多摸光纤(MMF:Multi Mode Fiber)进行拉锥后包覆GO,在此基础上搭建了直通式光路的MZ温度传感实验系统,该温度传感系统在25℃到75℃的温度范围内,灵敏度达到23.7 pm/℃。最后,论文设计了一种双孔芯高双折射光子晶体光纤(PCF:Photonic Crystal optical Fiber)-SPR温度传感器,在PCF中心孔内壁镀上金薄膜并包覆GO,填充高温敏系数的甲苯液体实现传感,系统研究了背景基板折射率及、空气孔尺寸、金薄膜厚度对系统测试的影响。数值分析结果表明,该传感结构双折射高达0.0052,在0℃～80℃温度范围内能实现平均灵敏度-12.695 nm/℃,对应的分辨率达到0.00725℃。与未包覆GO及现有传感单元相比,较大的提高了系统的双折射、稳定性及灵敏度。